Als Joel entdeckt, dass seine Freundin Clementine die Erinnerungen an ihre turbulente Beziehung ausgelöscht hat, kontaktiert er Dr. Howard Mierzwiak, den Erfinder dieser Methode. Nach und nach verschwinden auch seine Erinnerungen an Clementine. Das Problem: Joel erinnert sich dabei an die Leidenschaft, die er und Clementine in den ersten Tagen ihrer Beziehung empfunden habe. Und nun kann er Clementine im wahrsten Sinne des Wortes nicht aus seinem Kopf bekommen.