Joel descubre que su ex-novia Clementine se ha sometido a un procedimiento para borrarlo de sus recuerdos. Despechado, se dispone a hacer lo mismo. Pero durante el tratamiento, mientras observa las imágenes de Clementine desvaneciendose de su memoria, descubre que todavía siente algo por ella y que quizás es demasiado tarde para corregir su error.