Mark Hogancamp, victime d'une agression brutale qui lui a fait perdre la mémoire et l'usage de ses facultés motrices, reconstruit progressivement sa vie en créant Marwen, un village belge imaginaire de la Seconde Guerre mondiale peuplé de poupées à son effigie et aux traits des femmes bienveillantes de sa vie. Mêlant séquences live et animation numérique photoréaliste, le film alterne entre la réalité douloureuse de Mark et les aventures héroïques de son alter ego dans ce monde miniature. Robert Zemeckis adapte le documentaire Welcome to Marwen dans un film aussi singulier qu'émouvant sur le pouvoir thérapeutique de l'imagination et de la création artistique.