2010年，萊昂納多與名導克里斯托弗·諾蘭合作了《盜夢空間》，本片帶觀眾游走于夢境與現實之間，被定義為“發生在意識結構內的當代動作科幻片”。自從7月16日在北美正式上映的《盜夢空間》連續三周蟬聯北美票房冠軍，不少激動難平的影迷都涌入IMDB打分，令分數高達9.3。其中高達四分之三的投票都給出滿分，《盜夢空間》的IMDB排名眼下已經沖到第三，僅次于《肖申克的救贖》和《教父》，因為演技的蛻變及接連奉獻出一部部高水準作品，萊昂納多也被打上了下一個馬龍白蘭度的標簽。

劇情：阡陌溝壑的城市、鋼鐵叢林的建筑，這個世界，與我們認知中的世界，似乎并無兩樣。然后，夜幕來臨，熟睡的呼吸漸漸響起。毫無防備中，夢，成為了進駐人類潛意識的最佳途徑。當姆·科布（萊昂納多·迪卡普里奧）是個賊，一個經驗老道的竊賊。

和大多數“三只手”不同，他并不需要亂扒別人的錢包。在這個世界里，對他這種人，有一個很奇異的稱呼——盜夢者。他的拿手絕活，是潛入別人夢中，盜取潛意識中有價值的信息和秘密。天生我才，豈可虛費？這一罕見的技能，很快讓他成為企業間諜行業中令人垂涎的高薪聘請對象。