Joel odkrywa, że jego wieloletnia dziewczyna Clementine, po rozpadnięciu się ich związku poddała się eksperymentalnej operacji doktora Howarda Mierzwiaka, polegającej na wymazaniu z pamięci wszelkich wspomnień o swoim byłym ukochanym. Sfrustrowany tym faktem, postanawia skontaktować się z tajemniczym psychiatrą, aby również poddać się kuracji i wymazać ze swojej pamięci Clementine. Jednak w trakcie zabiegu, gdy wspomnienia Joela zaczynają stopniowo zanikać, przekonuje się, że wciąż kocha Clementine i tak naprawdę nie chce wyrzucać jej ze swojego umysłu. Ponieważ doktor Mierzwiak i jego współpracownicy ani myślą przerywać operacji, Joel stara się schować wspomnienia wspólnej przeszłości z Clementine w innych zakamarkach pamięci.