Joel tombe de haut quand il découvre que sa compagne, Clémentine, a effacé de sa mémoire leur relation tumultueuse. Désespéré, il prend contact avec l’inventeur du procédé, Dr Howard Mierzwiak, pour subir le même traitement. Mais tandis que ses souvenirs s’évanouissent Joel réalise soudain à quel point il aime toujours Clémentine.