Joel, eski kız arkadaşı Clementine’in ilişkilerine dair tüm hatıralarını sildirmek için tıbbi bir müdahaleye başvurduğunu öğrenir. Hayal kırıklığına uğrayan Joel de aynı işlemi kendi üstünde uygulatmaya karar verir. Joel hatıralarının altında sevgilisine karşı duyduğu büyük bir aşk olduğunu ve onu kaybetmek istemediğini farkedince, silme işlemini durdurmak ister.