Em Insônia, o experiente detetive Will Dormer é enviado de Los Angeles para uma pequena cidade do Alasca para ajudar na investigação do assassinato brutal de uma adolescente. Oficialmente, sua presença reforça a equipe local; extraoficialmente, também o afasta de uma investigação interna que ameaça expor irregularidades em sua carreira. Ao lado do parceiro Hap Eckhart, Dormer inicia a apuração em meio ao cenário incomum do verão no extremo norte, onde o sol não se põe e a luz constante desorienta até os mais preparados.

Durante uma perseguição sob forte neblina, um disparo acidental muda o rumo da operação e coloca Dormer em uma posição delicada. A partir desse momento, o detetive passa a conduzir o caso enquanto tenta administrar as consequências do erro e manter sua reputação intacta. A insônia provocada pela claridade permanente agrava seu desgaste físico e emocional, afetando seu julgamento e tornando cada decisão mais arriscada.

Quando o principal suspeito começa a insinuar que conhece a verdade sobre o ocorrido, inicia-se um jogo psicológico silencioso. Entre negociações veladas, pressões externas e a crescente desconfiança da jovem policial local Elli Burr, Dormer precisa equilibrar a busca pelo assassino com a necessidade de proteger seus próprios segredos. O que começa como uma investigação criminal tradicional se transforma em um confronto moral, no qual culpa, poder e sobrevivência caminham lado a lado.