A história de Pesadelo – Regressão gira em torno de Alex, um jovem comum, mas que não consegue lembrar-se de seu passado. Ele conhece Sara, uma cientista que o incentiva a ser cobaia em um programa de recuperação de memórias.

Alex é conectado a um software que reconstrói memórias perdidas, recriando cenários e projetando-os através de sonhos. É aí que as coisas começam a dar errado para ele. Em um desses sonhos, Alex passa a ser perseguido por uma garota que ele atormentava na escola quando criança, e que, agora, busca vingança.

O jogador toma controle do personagem em um mundo sombrio e enigmático criado por sua própria mente, enfrentando problemas que ele preferiria manter esquecidos. Assim como no antecessor, não há armas. Com visão em primeira pessoa, o grande objetivo é manter-se vivo e desvendar os enigmas que levarão Alex a escapar desse pesadelo.

Um cemitério, uma igreja obscura, laboratórios, florestas, mausoléus e escolas abandonadas são alguns dos cenários em que é preciso explorar buscando coisas e pistas que ajudem o personagem em sua jornada.