În Conexiune inversă, publicul porneşte alături de Catherine Deane (Jennifer Lopez), o terapeută tânără şi atrăgătoare, care printr-un tratament inventiv şi radical călătoreşte literalmente prin fanteziile sălbatice şi înşelătoare ale unui criminal în serie, în speranţa de a o salva pe cea care ar putea fi victima lui finală.
Catherine poate experimenta, printr-o nouă ştiinţă transcendentală, ce se întâmplă în subconştientul altor persoane incluzand visele lor. Până acum, Catherine a utilizat această metodă numai pe un copil aflat în comă, cu speranţa de a-l aduce înapoi la viaţă.Dar atunci când criminalul în serie Carl Stargher (Vincent D’Onofrio) cade într-o stare de comă similară, în timp ce victima lui finală este ţinută în viaţă într-un loc ascuns – într-o ‘celulă bombă’ – agentul FBI Peter Novak (Vince Vaughn) se întoarce la Catherine ca la ultima lui speranţă rugând-o să facă ceva inimaginabil.
Novak o convinge să-şi folosească noua formă de terapie pentru a pătrunde în mintea dementă a lui Stargher şi de găsi vizuina lui infamă.
Curajoasă, Catherine este de acord să ajungă acolo unde nimeni nu a mai fost vreodată – pătrunzând adânc în secretele bizare ale minţii criminalului. Dar această minte este total diferită de ceea ce a experimentat înainte – atât de păcătoasă, de înspăimântătoare, atât de puternică şi plină de imagini monstruoase şi din care Catherine nu este sigură ca va scăpa aşa de uşor.