過去的喬爾和克蕾婷，因為性格上的差異使感情出現裂痕，在一次激烈爭吵之後，衝動的克蕾婷決定就醫，洗去關於喬爾的一切記憶。喬爾在無意間得知此事，他傷心又氣憤，決定也前往診所，將自己對克蕾婷的所有記憶全都刪除。
在洗去記憶的過程中，需要拿出兩人的紀念品，對著錄音機仔細說明過去相處時的每個細節，不管是溫存的時光、吵架的回憶，甚至是相識的過程，好讓診所在腦中標記位置，並且在一夕睡夢中一一刪除。
喬爾在回顧這段感情時，才發現他不想失去克蕾婷，便想盡辦法把回憶中的她藏進自己的意識深處。但終究敵不過科技的威力，他只能無力地看著那些美好的回憶一點一滴地被刪除。直到這時，喬爾終於明白，回憶時感受到多少痛，就代表兩人相處時曾有多少愛。
同樣地，克蕾婷即便成功刪除了回憶，她在現實生活中卻變得更加空虛，就算交了新男友，卻時常不明所以地流淚。她無法理解自己低落的原因，更像是失去了什麼一樣，到處奔波，無法感到平靜。兩人都在失去對方的回憶之後，莫名地會想回到當初相識的海灘小屋裡，像是有道看不見的引力在拉扯著自己。
這部電影會需要看兩次的原因，是編導巧妙地將時間序打亂，並將兩人的現實與回憶穿插剪接在一起，所以第一次看，會覺得有點不明所以，在中途會很想放棄，甚至最後有些慌亂地看完了。但若重新再看一次，就能夠將分散四處的片段拼湊成一個美好又真實的愛情故事。
這樣的呈現手法，就像深陷在一段愛情裡，因為身在其中，不停地被日常推進，如果沒有適時地回顧，就很容易在遇到挑戰時，想要放棄。但若能拉開距離，重新回想，就會發現自己一路上已經忽視了許多美好，卻只看見對方不好的地方。
