亨利·德比（艾瑞克·巴納飾）因童年車禍失去母親，自己被未來的穿越者所救。成年后他確診慢性時間錯位癥，每次發病都會隨機穿越時空且赤身裸體。某次穿越中28歲的亨利遇見6歲少女克萊爾（瑞秋·麥克亞當斯飾），向其表白并許諾未來結合。8年后克萊爾成為藝術生，成年亨利如約出現，兩人迅速相戀結婚。亨利的時間穿越始終無法控制，在超市裸露、美術館受困等荒誕經歷成為常態，克萊爾既要適應丈夫的時空跳躍，又要承受其無預警消失帶來的孤獨。最終亨利在一次意外中被困于過去時空，克萊爾獨自撫養女兒長大，延續著兩人跨越時間的羈絆。影片改編自奧黛麗·尼芬格同名暢銷小說，以非線性敘事展現這段超越時空的愛情故事。