内向而沉稳的乔巴·里斯(由金凯扮演)在一次聚会上遇到了自发的克莱曼婷·克罗斯基(由凯特·温斯莱特扮演)，两人成了恋人。像普通夫妇一样，他们的日子也是在甜蜜和争吵中度过的。2004年情人节前夕，当乔尔精心准备礼物并为最近的一次争吵向克莱曼婷道歉时，他惊讶地发现克莱曼婷根本不记得他了。最初冲动的克莱曼婷无法忍受他们关系中争吵的痛苦，去了“遗忘诊所”抹去对乔尔的所有记忆。乔尔无法原谅克莱曼婷的任性，也无法忍受失去她带来的痛苦，所以他去了“遗忘诊所”，要求霍华德医生(汤姆·威尔金森)抹去他对克莱曼婷的记忆。内存移除程序已启动。乔尔在他的记忆中徘徊。他发现与克里斯汀共度的时光，无论是痛苦还是甜蜜，都是珍贵的。他不想忘记他深爱的女人。然而，一旦程序启动，就无法逆转。乔尔只能尽力把克里斯汀藏到记忆最深的地方，也就是克里斯汀原本没有出现在现实中的时间角落，以保存这段爱情...