ג'ואל (קארי) נדהם לגלות שחברתו קלמנטין (וינסלט) דאגה למחוק ממוחה כל זכרון ממערכת היחסים שלהם. בצעד נואש של דכאון הוא פונה לממציא השיטה למחיקת זכרונות, ד"ר האוורד מיירזוייק (ווילקינסון) בכדי למחוק את קלמנטין ממוחו שלו.
אבל כשזכרונותיו של ג'ואל הולכים ונמחקים, הוא נזכר לאיטו בתשוקה המוקדמת יותר שהשניים חלקו פעם ומנסה בכל כוחו להפסיק את התהליך. בזמן שעוזריו של ד"ר מיירזוייק (ווד, רופאלו ודנסט) רודפים אחריו במסדרונות של זכרונותיו, ג'ואל מבין שהוא פשוט לא יכול להוציא את קלמנטין מהראש...
