Le film se déroule dans un monde informatique de réalité virtuelle appelé Grid, où un programmeur informatique nommé Kevin Flynn (joué par Jeff Bridges) est transporté après avoir été numérisé par un laser. Dans ce monde, les programmes apparaissent comme des avatars humanoïdes et sont contrôlés par les Utilisateurs, qui sont les programmeurs informatiques qui les ont créés. Une fois à l'intérieur de la Grille, Flynn se retrouve pris dans une bataille entre le méchant Master Control Program (MCP) et un petit groupe de rebelles dirigé par un programme nommé Tron (joué par Bruce Boxleitner). Tron est un programme de sécurité conçu pour protéger le système, et il demande l'aide de Flynn pour empêcher le MCP de prendre le contrôle et de gouverner le monde virtuel. Flynn, Tron et leurs alliés s'engagent dans une série de batailles contre le MCP et ses hommes de main, y compris un programme puissant appelé Sark (joué par David Warner). En cours de route, Flynn renoue également avec son amour perdu, Lora (interprétée par Cindy Morgan), qui est également programmeuse et qui l'a aidé à créer certains des programmes du monde virtuel.