Joel (Jim Carrey) bàng hoàng nhận ra rằng ký ức về tình yêu đẹp đẽ của anh với cô bạn gái Clementine (Kate Winslet) đã bị xóa mờ trong tâm trí. Đau khổ và tuyệt vọng, Joel quyết định thuê tiến sĩ Howard Mierzwiak (Tom Wilkinson) để xóa sạch ký ức về Clementine ra khỏi trí não của mình. Tuy nhiên, khi quá trình này diễn ra, Joel cảm thấy vẫn còn đọng lại tình yêu từng hiện hữu trong anh dành cho Clementine. Sự mâu thuẫn giữa việc xóa nhớ và tình yêu chân thành khiến cho cuộc rượt đuổi tình cảm bắt đầu. Joel nhận ra rằng dù có cố gắng xóa sạch Clementine ra khỏi trái tim, thì cô vẫn luôn ẩn mình ở đó, nhắc nhở anh về những kỷ niệm ngọt ngào mà họ đã từng chia sẻ.
