Joel (Jim Carrey) will eigentlich zur Arbeit fahren, aber dann packt es ihn. Er springt in einen anderen Zug. Sein Ziel ist ihm eigentlich unbekannt, aber irgendwas daran packt ihn. Mit im Zug sitzt Clementine (Kate Winslet). Auch sie hat dasselbe Ziel wie Joel. Die beiden kommen ins Gespräch und sie mögen sich.
Je öfter sich die beiden sehen, umso öfter wird jedoch klar, dass irgendwas nicht stimmt, denn sie scheinen sich zu kennen, können aber nicht mehr genau sagen, woher.
Die Lösung des Rätsels: Es gibt eine Firma, die auf Bestellung bestimmte Erinnerungen löscht. Dort arbeiten Patrick (Elijah Wood), Stan (Mark Ruffalo) und Mary (Kirsten Dunst) unter der Leitung von Dr. Mierzwiak (Tom Wilkinson) und führen die Löschungen durch …