Nach der schmerzhaften Trennung von seiner Freundin Clementine möchte Joel am liebsten sämtliche Erinnerungen an sie vergessen. Eine neue Behandlungsmethode des Wissenschaftlers Dr. Mierzwiak soll dies ermöglichen, wobei Teile von Joels Gedächtnis gelöscht werden sollen. Doch während des Vorgangs beginnt sein Unterbewusstsein zu rebellieren und Joel versucht, mit seiner Traumfrau in eine andere Realität zu flüchten.
