Baby Doll wird von ihrem sadistischen Stiefvater in die Nervenheilanstalt von Brattleboro, Vermont, geschickt, wo sie einer Lobotomie unterzogen werden soll. Um mit der Situation besser umgehen zu können flüchtet die Hauptfigur von Sucker Punch in eine fantastische Vorstellungswelt, in der sie fortan ums Überleben kämpfen muss. Ihr zur Seite stehen weitere Insassen der Nervenheilanstalt, mit denen sie sich angefreundet hat. Schon bald plant Baby Doll die Flucht aus dieser alternativen Realität, doch dazu muss sie fünf Objekte stehlen, um der Gefangenschaft eines verrückten Unbekannten zu entgehen. Parallel dazu tickt auch in der realen Welt die Uhr, denn es bleiben Baby Doll nur fünf Tage, bis sie ihr Schicksal ereilen wird. Doch dann beginnen in Sucker Punch die Grenzen zwischen Traum und Realität zu verschwimmen.

CIA-Agent Ferris hat schon Situationen überlebt, die seinen Kollegen das Leben gekostet hätten. Sein derzeitiger Auftrag lautet, sich in ein brandgefährliches Terrornetzwerk einzuschleusen, das die Welt mit globalen Bombenattentaten überzieht. Dafür muss er seinen gerissenen Vorgesetzten Hoffman sowie einen zwielichtigen jordanischen Kontaktmann überzeugen. Freund und Feind verschwimmen zunehmend.