Como já sugere o título o filme é focado em Donnie Darko, um garoto com traços de esquizofrenia paranoide que começa a ser perseguido por visões de um coelho gigante chamado Frank que acaba por salvar sua vida ao acordá-lo pouco antes de uma turbina de avião esmagar seu quarto. Questionador e crítico, Donnie não aceita a hipocrisia que cerca a pequena cidade onde vive e guiado por Frank executa ações no mínimo... controversas.
