Middlesex, Iowa, 1988. Donnie Darko est un adolescent de seize ans pas comme les autres. Introverti et émotionnellement perturbé, il entretient une amitié avec un certain Frank, un lapin géant que lui seul peut voir et entendre...
Lewis, un étudiant, doit passer ses vacances avec Venna, une jeune fille. Il part dans le Colorado la chercher, mais sur la route, son frère Fuller provoque un routier. Celui-ci, véritable psychopathe, n'est pas d'humeur à plaisanter...