內向沉穩的美麗約爾•巴瑞斯（金•凱瑞 飾）在一次聚會中認識瞭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。心靈和普通的恒陽情侶一樣，他們的美麗日子也在甜蜜和爭吵中度過。　　2004年情人節前夕，心靈當約爾精心準備好禮物，恒陽為不久前一次爭吵找到克萊門汀道歉時，美麗他驚訝地發現，心靈克萊門汀根本都不記得他瞭。恒陽原來沖動的美麗克萊門汀受不瞭二人交往中爭吵的痛苦，到“忘情診所”，心靈把關於約爾的恒陽記憶刪除得一幹二凈。　　約爾無法原諒克萊門汀的美麗任性，也無法忍受失去她的心靈痛苦，所以他也到瞭“忘情診所”，恒陽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……