未来世界能源枯竭，食物短缺。雷恩醒来，三名蒙面人将他和女友劫持，他奋力挣脱却从楼梯摔下。雷恩再次醒来，发现自己经历着同样的一天。他告诉女友汉娜，却发现汉娜和蒙面人是一伙的。雷恩才发现，他们都陷入了自己制造的ARQ能源机引发的时间循环中，而雷恩曾经效力过的Torus公司正要夺走这台机器。为了阻止Torus公司，雷恩和汉娜再次进入无限的循环...

伊万（艾什顿·库奇 Ashton Kutcher 饰）曾经有一个糟糕的童年，因为他行为闯下了大祸，令他童年充满不堪回忆的往事。而事实上，他确实只是依稀记得一点可怕的情景，这些情景一直纠缠着他的正常生活。伊万接受心理学家建议，把琐碎生活记在记事本里，却偶然发现通过记事本回到过去。
这时他才清楚记起，童年时候的自己做了那么多的错事。他幻想着用现在的意识，潜入童年的身体，去弥补种种过失给人们带来的伤害，尤其是希望与当年暗恋的凯西最终走回一起。然而他一次次的跨越时空的更改，只能越来越招致现实世界的不可救药。一切就像蝴蝶效应般，牵一发而动全身。