Stillman, sevgilisi Debbie ile yaşadığı ayrılığın ardından, bu durumu düzeltmek için bir zaman makinesi icat etmeye karar veriyor. Amacı, Debbie ile tanıştığı ilk ana geri dönerek yaptığı hataları telafi etmek. Zaman Yolcuları'nda, Stillman'ın bu süreçte zaman makinesi yolculuğu başlıyor ve geçmişteki hatalarını düzeltme çabasıyla dolu bir serüven hal alıyor. Zaman makinesini geliştirebilmek için beyninin büyük bir kısmını kullanması gerekiyor, bu da onun için zorlu bir mücadele anlamına geliyor.