Henry DeTamble, Chicago'da bir kütüphaneci, genetik bir bozukluk nedeniyle istemeden zamanda yolculuk yapıyor. Bu durum, hayatını karmaşık hale getiriyor. Clare Abshire adında bir ressamla tanışıyor ve ona aşık oluyor. İlişkileri, Henry'nin zaman yolculukları nedeniyle sürekli kesintiye uğruyor. Clare, Henry'nin yokluğunda beklemek zorunda kalıyor.

Henry, farklı zaman dilimlerinde Clare ile karşılaşıyor, bu da ilişkilerini daha da karmaşık hale getiriyor. Clare, Henry'nin yokluğunda kendi hayatını sürdürmeye çalışıyor. Zaman yolculukları sırasında Henry, çeşitli zorluklarla karşılaşıyor. İkili, bu zorluklara rağmen bir arada kalmaya çalışıyor. Ancak zamanın getirdiği engeller, ilişkilerini sürekli test ediyor.