Joel will mit Hilfe eines „genialen“ Wissenschaftlers endlich Ordnung in sein Leben bringen und seine verflossene Liebe Clementine vergessen, die ihm immer noch so viel Kopfzerbrechen bereitet. Die Lösung: Er lässt sich mit einer neuen Behandlungsmethode einen Teil seines Gedächtnisses löschen. Leider ist der Eingriff nur von kurzem Erfolg, denn Joel verliebt sich ausgerechnet wieder neu in die unbekannte Schöne: Clementine! Und bald wird ihm klar, dass er die Frau einfach nicht aus dem Kopf kriegen wird.