彭振东（金圣柱饰）曾经拥有一个十分美满的家庭，然而，一场邮轮爆炸事故毁掉了一切，他的妻子谢佳欣（林心如饰）亦丧生于车祸之中。彭振东成为了唯一活下来的那一个人，活在悲伤和痛苦之中，一晃眼十年过去，彭振东改头换面隐姓埋名，只希望能够调查曾经发生的事故的真相。一次偶然之中，彭振东获得了一架拥有特异功能的相机，能够带他穿越回十年之前。在一次又一次的穿越之中，彭振东结识了名为宋乔乔（徐璐饰）的女子，尽管最初的相遇并不美好，但随着时间的推移，彭振东发现活泼天真的宋乔乔渐渐占据了他的心房。时光的倒流令彭振东重拾了对于妻子的情感，他开始希望，能够通过时光倒流，拯救妻子的性命。尼克·班尼斯特（休·杰克曼 饰）是一名私家侦探。他的工作主要是帮助客户重拾遗忘的记忆，沉湎于幽暗诱人的逝去时光。尼克生活在因海平面上升而已经半淹没的迈阿密，然而当他接手了新客户梅（丽贝卡·弗格森 饰）之后，他的生活永远改变了。一次简单的寻回失物之任务，演变成一出危机重重的惊天迷局。尼克努力寻找着梅的失踪真相，而与整座城市存亡息息相关的巨型阴谋也逐渐浮现。他必须争分夺秒，破解回忆迷局，但他真的能在阴谋将自己吞噬前，找到梅失踪的真相吗？同时尼克也必须直面一个终极难题：为了留住你最爱的人，你到底愿意付出什么？