Akcja rozgrywa się w bardzo odległej przyszłości. Głównym motywem jest walka o kontrolę nad pustynną planetą Arrakis, zwaną Diuną. Jest to jedyne miejsce we wszechświecie, gdzie wydobywa się tzw. melanż, cenną substancję, która przedłuża życie, poszerza świadomość i umożliwia podróże międzygwiezdne. Kto kontroluje melanż, ten kontroluje wszechświat. Film skupia się na historii Paula Atrydy (Timothée Chalamet), młodego i utalentowanego dziedzica szlachetnego rodu Atrydów. Z rozkazu Padyszacha Imperatora Shaddama IV, ród Atrydów przejmuje władzę nad Arrakis od okrutnych Harkonnenów, którzy przez 80 lat bezlitośnie eksploatowali planetę. Jednak to pozorowanie zwycięstwo okazuje się pułapką. Po przybyciu na Arrakis, Atrydzi zostają zaatakowani przez Harkonnenów wspomaganych przez imperialne oddziały. Książę Leto Atryda (Oscar Isaac), ojciec Paula, ginie, a Paul wraz z matką, lady Jessiką (Rebecca Ferguson), która jest członkinią tajemniczego zakonu Bene Gesserit, muszą uciekać w głąb pustyni. Tam Paul styka się z tajemniczymi Fremenami – rdzennymi mieszkańcami Diuny – i zaczyna odkrywać swoje przeznaczenie, które jest znacznie większe niż mógłby sobie wyobrazić. W kontakcie z melanżem, Paul doznaje wizji przyszłości, które kierują go ku roli mesjasza Fremenów i prowadzą do konfrontacji z Harkonnenami i samym Imperatorem.