En su 21 cumpleaños, Tim Lake (Domhnall Gleeson) descubre gracias a su padre (Bill Nighy) que los hombres de su familia tienen un secreto extraordinario, pueden viajar en el tiempo. No pueden ir al pasado de otras personas ni al futuro lejano, solo regresar a momentos de su propia vida. Al principio, Tim usa este don para corregir situaciones embarazosas y hacer que su vida sea un poco más agradable.
Cuando conoce a Mary (Rachel McAdams), utiliza su habilidad para perfeccionar su encuentro y construir una relación con ella. Su amor florece hasta convertirse en un matrimonio feliz, pero Tim pronto se da cuenta de que los viajes en el tiempo no pueden resolver todos los problemas. Se enfrenta a decisiones difíciles, como cuando descubre que ciertos sucesos enfermedades o pérdidas familiares no se pueden cambiar sin consecuencias graves.
Con el tiempo, Tim aprende que el verdadero secreto de una vida plena no está en corregir infinitamente los errores, sino en vivir y valorar cada momento tal como es, con el amor, la familia y la fugacidad de la vida como pilares centrales.
