En minnesvärd film för alla som har ett minne de helst vill glömma. Joel Barish blir chockad när han får reda på att hans f.d. flickvän Clementine har låtit radera ut alla minnen av honom och deras stormiga förhållande. I ren desperation söker han upp företaget Lacuna Inc. som uppfunnit denna minnesraderingsprocess. Han ber dem i sin tur att radera ut alla hans minnen av Clementine. Men när väl det är gjort börjar han på nytt upptäcka den passion de hade i början av deras förhållande. Plötsligt så vill han inte längre glömma henne, så han börjar "smyga undan" en del minnen till andra delar av hjärnan där de inte alls hör hemma. Detta får naturligtvis konsekvenser för alla hans övriga minnen.