Un matin, sous l'effet d'une impulsion soudaine, Joel, qui attendait son train pour aller travailler, s'enfuit, change de quai et part au bord de la mer. Il passe la journée à arpenter la plage et à inscrire ses pensées dans un carnet. Plusieurs fois, il croise une jeune femme aux cheveux fous, l'excentrique Clementine. Dans le train du retour, ils se parlent et s'amusent de leurs différences. Joel est aussi timide et tranquille que Clementine est survoltée et fantasque. Une histoire d'amour commence entre eux. Mais sans prévenir, un jour de colère, Clementine demande à un médecin d'effacer Joel de sa mémoire. Effondré, le jeune homme ne voit plus que les mauvais côtés de leur relation et décide d' "effacer" Clementine à son tour.

C'est la deuxième fois que Michel Gondry –Human Nature– et le scénariste Charlie Kaufman –Dans la peau de John Malkovich–, s'associent. Il en résulte ici une romance à la fois loufoque et très sensible. Un régal !