Ο Τζόελ, συντετριμένος που η κοπέλα του, Κλεμεντίν, έσβησε τη σχέση τους από το μυαλό της, αποφασίζει να κάνει το ίδιο. Καθώς βλέπει τις αναμνήσεις του να διαγράφονται, συνειδητοποιεί ότι την αγαπάει ακόμα και ότι μπορεί να είναι αργά για να διορθώσει το λάθος του. Η ταινία χρησιμοποιεί στοιχεία επιστημονικής φαντασίας, αφήγησης και σουρεαλισμού για να εξερευνήσει τη φύση της μνήμης και του έρωτα.