Sam Flynn (Garrett Hedlund), ao investigar uma misteriosa mensagem recebida do escritório abandonado de seu pai Kevin Flynn (Jeff Bridges), criador dos jogos Space Paranoids e Tron, entra no mundo digital de TRON e acaba caindo no meio de uma guerra de discos entre gladiadores. Com a ajuda de Quorra (Olivia Wilde), Sam reencontra seu pai desaparecido que, na verdade, está aprisionado no universo que ele próprio criou há 20 anos, agora dominado pelo tirânico Clu, programa feito à sua própria imagem.