内向冷静的乔尔·巴里斯（金·凯瑞饰）在一次聚会上邂逅了直言不讳、随性的克莱门汀·克罗斯基（凯特·温丝莱特饰），两人成为恋人。 和普通恋人一样，他们的日子就在苦乐参半、争吵中度过。 2004年情人节前夕，当乔尔精心准备礼物，找到克莱门汀为前不久的争吵道歉时，他惊讶地发现克莱门汀根本不记得他了。 原本兴奋的克莱门汀无法忍受两人争吵的痛苦，于是她前往“遗忘诊所”删除了关于乔尔的所有记忆。 乔尔无法原谅克莱门汀的任性，也无法承受失去她的痛苦，于是他也前往“遗忘诊所”，请求医生霍华德博士（汤姆·威尔金森饰）抹去克莱门汀的记忆。 记忆抹除程序启动，乔尔在记忆中徘徊。 他发现和克莉丝汀一起度过的时光，无论痛苦还是甜蜜，都是弥足珍贵的。 他不想忘记这个他深爱的人。 女士。 然而，程序一旦启动，就无法逆转。 乔尔只能尽力将克莉丝汀藏在记忆最深处，那些现实中克莉丝汀从未出现过的时光角落，才能保存这份爱……
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