В фильме "Чёрные врата" действие разворачивается в сороковых годах 21 века, когда человечество сделало прорывное открытие: была обнаружена "вселенная" внутри человеческого мозга. Это открытие привело к развитию новой индустрии - мозговых машин, которые занимаются выпуском и обслуживанием сложных систем для манипуляции сознанием.
В центре сюжета оказывается полевой врач "Оазиса" по имени Чжан Сяоцюань. "Оазис" является ведущей организацией в этой сфере, и именно на него неожиданно возлагают вину за таинственную аварию, произошедшую в городе Байян.
Студент Чжан Сяоцюаня, Лан Нин, не верит в виновность своего наставника и начинает собственное расследование. Он стремится выяснить истину и оправдать имя учителя. В поисках ответов Лан Нин встречается с Ту И - пациентом Чжан Сяоцюаня, страдающим эпилепсией и являющимся последним в списке его клиентов.
Расследование приводит к серии открытий, которые заставляют молодого исследователя сомневаться в случайности происходящих событий. Союз с Ту И становится ключевым моментом в расшифровке тайны аварии и роли "Оазиса" в ней.
По мере развития сюжета Лан Нин все глубже погружается в мир мозговых технологий, где каждый новый факт приближает его к пониманию того, что за чередой катастрофических событий стоит нечто большее, чем кажется на первый взгляд.