Nel tentativo di impedire il raggiungimento dell'obiettivo della Singolarità Tecnologica, che porterà alla creazione di un mondo in cui i computer potranno trascendere le capacità del cervello umano, un membro di un'organizzazione radicale anti-tecnologica spara a un famoso scienziato informatico. Essendo malato terminale, altri scienziati scaricano il suo corpo in un computer. Questo gli conferisce un potere che va oltre i suoi sogni più sfrenati e presto diventa inarrestabile... Film d'esordio del noto direttore della fotografia Wally Pfister ("Il Cavaliere Oscuro", "Inception").
La sceneggiatura di Paglen è stata inserita nell'edizione 2012 della Black List, un elenco di sceneggiature non prodotte molto popolari a Hollywood. Transcendence è stato un flop al botteghino, incassando solo 103 milioni di dollari a fronte di un budget di 150 milioni. Il film ha ricevuto recensioni prevalentemente negative; è stato criticato per la struttura della trama, i personaggi e i dialoghi, ma lodato per la fotografia, la recitazione e la colonna sonora.
Il Dr. Will Caster è uno scienziato che studia la natura della sapienza, compresa l'intelligenza artificiale. Lui e il suo team lavorano per creare un computer senziente; prevede che tale computer creerà una singolarità tecnologica o, nelle sue parole, la "Trascendenza". Anche sua moglie, Evelyn, è una scienziata e lo aiuta nel suo lavoro.
Un gruppo di terroristi anti-tecnologici chiamato "Revolutionary Independence From Technology" (R.I.F.T.) compie attacchi sincronizzati ai laboratori di A.I., mentre un membro spara a Will con un proiettile al polonio. A Will non viene dato più di un mese di vita. Disperata, Evelyn escogita un piano per caricare la coscienza di Will nel computer quantistico che il progetto ha sviluppato. Il suo migliore amico e collega ricercatore, Max Waters, mette in dubbio la saggezza di questa scelta, sostenendo che il Will "caricato" sarebbe solo un'imitazione della persona reale. La coscienza di Will sopravvive alla morte del suo corpo in questa forma tecnologica e chiede di essere connessa a Internet per crescere in capacità e conoscenza. Max crede che il computer non sia realmente Will e chiede che venga spento. Evelyn, offesa, chiede a Max di andarsene.
In un bar, Max viene incontrato da Bree, il leader del R.I.F.T. Si rifiuta di parlare con lei e se ne va, ma viene rapito da altri membri del R.I.F.T. nel parcheggio. Usano il suo cellulare per rintracciare la posizione di Evelyn. Quando il R.I.F.T. scopre dove Evelyn ha stabilito il suo progetto, lei collega l'intelligenza informatica a Internet via satellite e scappa prima che il R.I.F.T. distrugga l'attrezzatura.
Nella sua forma virtuale e con l'aiuto di Evelyn, Will usa le sue nuove vaste capacità per costruire un'utopia tecnologica in una remota città del deserto chiamata Brightwood, dove, nel corso di due anni, guida lo sviluppo di tecnologie rivoluzionarie nel campo della medicina, dell'energia, della biologia e della nanotecnologia. Tuttavia, Evelyn teme le motivazioni di Will quando mostra la capacità di connettersi e controllare a distanza la mente delle persone dopo averle sottoposte alle sue nanoparticelle.
Dopo aver visitato Evelyn e la struttura sotterranea che Will ha costruito e aver visto le capacità degli ibridi che Will ha creato, l'agente dell'FBI Donald Buchanan e lo scienziato governativo Joseph Tagger diventano sospettosi delle motivazioni di Will e pianificano di fermare la diffusione dell'entità senziente, con l'aiuto del governo e del R.I.F.T. Poiché Will ha già diffuso la sua influenza su tutta la tecnologia informatica in rete del mondo, Max e il R.I.F.T. sviluppano un virus informatico con lo scopo di cancellare il codice sorgente di Will, distruggendolo. Evelyn progetta di caricare il virus infettando se stessa e poi facendo in modo che Will carichi la sua coscienza. Un effetto collaterale del virus sarebbe la distruzione della civiltà tecnologica. In questo modo verrebbero anche disattivate le nano-particelle, che si sono diffuse nell'acqua e attraverso il vento e hanno già iniziato a debellare l'inquinamento, le malattie e la mortalità umana.
Quando Evelyn torna al centro di ricerca, rimane sbalordita nel vedere Will in un corpo organico appena creato, identico a quello vecchio. Will le dà il benvenuto ma si rende subito conto che lei è portatrice del virus e intende distruggerlo. L'FBI e i membri del R.I.F.T. attaccano la base con l'artiglieria, distruggendo gran parte dell'alimentazione e ferendo mortalmente Evelyn. Quando Bree minaccia di uccidere Max se Will non carica il virus, Will spiega che ha solo l'energia sufficiente per guarire il corpo fisico di Evelyn o per caricare il virus. Evelyn dice a Will che Max non deve morire a causa di ciò che hanno fatto, quindi Will carica il virus per salvare Max. Mentre Will muore, spiega a Evelyn che ha fatto ciò che ha fatto per lei, poiché lei ha perseguito la scienza per riparare i danni che gli umani hanno fatto agli ecosistemi. Nel loro ultimo momento, dice a Evelyn di pensare al loro giardino. Il virus uccide sia Will che Evelyn e si verifica un crollo tecnologico e un blackout globale.
Tre anni dopo, nel giardino di Will ed Evelyn nella loro vecchia casa di Berkeley, Max nota che i girasoli sono le uniche piante in fiore. Ad un esame più attento, nota che una goccia d'acqua che cade da un petalo di girasole pulisce istantaneamente una pozza d'olio e si rende conto che la gabbia di Faraday che circonda il giardino ha protetto un campione delle nano-particelle senzienti di Will.
Il film si conclude con una voce fuori campo di Max: "Ha creato questo giardino per lo stesso motivo per cui ha fatto tutto: perché potessero stare insieme".