История парня Джоэла, который обнаруживает, что его давняя подруга Клементина перенесла экспериментальную операцию и избавилась от всех воспоминаний о нём после долгих лет совместных отношений. Расстроенный Джоэл соглашается пройти ту же процедуру «стирания» своей памяти о Клементине. С этой целью он связывается с доктором Говардом Миараняком. Но во время процедуры, когда воспоминания о Клементин постепенно начинают исчезать, Джоэл понимает, что всё ещё любит её и на самом деле не хочет выбрасывать её из головы. Поскольку доктор Миараняк и его коллеги не намерены прерывать операцию, Джоэл пытается спрятать воспоминания о возлюбленной в других уголках памяти, не имеющих к Клементине никакого отношения.