Die Handlung spielt im Oktober des Jahres 1988. Donnie Darko ist ein intelligenter und kreativer, aber psychisch labiler Teenager, der mit seinen Eltern, einer älteren und einer jüngeren Schwester in einer Kleinstadt in Middlesex, Virginia, lebt. Er wird von einer Psychiaterin in Sitzungen und mit Medikamenten behandelt. In der Nacht des 2. Oktober stürzt das Triebwerk eines Flugzeuges auf das Haus seiner Familie und trifft Donnies Zimmer. Er überlebt nur deshalb, weil ihm in der Nacht zuvor ein Wesen namens „Frank“ in einem Hasenkostüm erschienen ist. „Frank“ hatte Donnie dazu gebracht, das Haus zu verlassen. In der Morgendämmerung erwacht er auf einem Golfplatz. Als Donnie nach Hause zurückkehrt, wird das Flugzeugteil gerade aus seinem Zimmer entfernt. Donnie hat weitere Visionen von Frank, der dabei meist in Rätseln spricht. Er prophezeit ihm das Ende der Welt, welches in 28 Tagen, 6 Stunden, 42 Minuten und 12 Sekunden stattfinden soll.