內向沉穩的約爾•巴瑞斯（金•凱瑞 飾）在一次聚會中認識了率真隨性的克萊門汀•克羅斯基（凱特•溫絲萊特 飾）二人成為情侶和普通的情侶一樣他們的日子也在甜蜜和爭吵中度過 　　2004年情人節前夕當約爾精心準備好禮物為不久前一次爭吵找到克萊門汀道歉時他驚訝地發現克萊門汀根本都不記得他了原來衝動的克萊門汀受不了二人交往中爭吵的痛苦到“忘情診所”把關於約爾的記憶刪除得一幹二淨 　　約爾無法原諒克萊門汀的任性也無法忍受失去她的痛苦所以他也到了“忘情診所”請求醫生霍華德博士（湯姆•維爾金森 飾）消除關於克萊門汀的記憶 　　記憶清除程序開始啟動約爾在自己的記憶中遊走他發現和克萊斯汀一起度過的那些時光無論是痛苦還是甜蜜都彌足珍貴他並不想忘記這個自己深愛的女人但是程序一旦啟動就無法逆轉約爾隻能想盡辦法把克萊斯汀藏到記憶最深的地方那些現實中克萊斯汀本來沒有出現過的時間角落以保存這份愛情…