Seorang remaja laki-laki jenius jatuh cinta dengan seorang gadis yang putus dengannya setelah setahun . Dia menciptakan mesin waktu dan mencoba memperbaiki perpisahan itu berulang kali . Dia akhirnya kembali setahun ke belakang bersama temannya untuk memperbaiki hari-hari buruk . Keajaiban fisika Stillman (Butterfield) ditakdirkan untuk hal-hal besar, hanya untuk tergelincir ketika pacarnya, Debbie (Turner) tiba-tiba mencampakkannya . Tapi Stillman tidak terkalahkan, dia melakukan apa yang dilakukan oleh jenius mana pun yang patah hati - dia menciptakan mesin waktu untuk dalam cinta . Stillman bertemu Debbie 6 bulan yang lalu di sebuah bar, yang sering dia kunjungi bersama temannya Evan (Skyler Gisondo) . Debbie bekerja sebagai pelayan di bar dan sangat buruk dalam mengingat pesanan . Evan mendorong Stillman untuk berbicara dengan Debbie . Debbie adalah seorang musisi yang bercita-cita tinggi tidak punya rencana bagaimana membangun karirnya . Faktanya, dia belum memikirkan masa depannya sama sekali, dan hidup di masa sekarang . Dia juga belajar, tapi tidak terstruktur . Setahun sebelum dia kuliah Hawaii . -- Stillman jatuh cinta padanya dan tahu bahwa mereka ditakdirkan untuk satu sama lain . Keajaiban fisika Stillman (Asa Butterfield) ditakdirkan untuk hal-hal besar, hanya untuk tergelincir ketika pacarnya, Debbie (Sophie Turner) tiba-tiba mencampakkannya . Stillman dan tidak bisa mengatakan apa pun untuk meyakinkan Debbie agar tidak putus dengannya .

-- Stillman memetakan seluruh riwayat kencannya dengan Debbie di peta interaktif untuk mencoba mencari tahu di mana kesalahannya dengan Debbie . Stillman menerjemahkan setiap kejadian di mana dia tidak't momen berjalan sempurna dengan Debbie tetapi tidak berhasil . Dia telah membuat katalog seluruh sejarahnya dengan Debbie dan menandai momen bahagia dengan wajah tersenyum, dan momen tidak bahagia dengan wajah merah . Tapi Stillman tidak dikalahkan, dia melakukan apa yang dilakukan jenius mana pun yang patah hati - dia menciptakan mesin waktu untuk mendapatkan kesempatan kedua dalam cinta . Stillman tahu bahwa dia tidak akan pernah menemukan orang yang lebih baik dari Debbie dan dia perlu memperbaiki hubungannya dengan dia . -- Mesin waktu menempatkan kesadaran saat ini ke dalam tubuh yang sama yang dihuni oleh kesadaran . Stillman bepergian bersama Evan ke setiap kejadian di mana ada yang tidak beres dengan Debbie . Mesin waktu dikendalikan oleh aplikasi di ponsel pintar Stillman . Stillman melakukan perjalanan ke momen ketika Debbie benar-benar putus dengannya . Tapi tidakpeduli apa yang dia katakan, atau bagaimana dia mendekati situasi, penerimaan, penolakan, psikologi terbalik, bersikap keren, dan lain-lain, hasilnya tetap sama . Debbie putus dengan Stillman .

Dia ingat saat Debbie menulis lagu untuknya (setelah dia), dan Stillman bertanya-tanya karakter apa yang dia mainkan dalam lagu tersebut . Stillman ingin Debbie membalas perasaannya, malah dia menulis lagu yang membingungkan . Stillman memulai dengan pergi ke saat pertama kali dia bertemu Debbie . Sejak saat itu, Stillman dapat menghidupkan kembali momen beberapa kali, tetapi mereka berpindah dari satu kejadian ke kejadian berikutnya, menuju waktu sekarang . Misalnya . g . , hingga saat ketika Stillman berbagi film favoritnya (Farallon Five) dengan Debbie, dan dia mengolok-olok Stillman bereaksi dengan marah dan akhirnya membuat lelucon gay yang menyinggung salah satu teman Debbie Ryan . -- Tidak peduli seberapa keras Stillman mencoba, hasilnya tetap saja dia marah, dan Debbie tersinggung . akhirnya Stillman menyadari bahwa tidak mengatakan apa-apa strategi . Selanjutnya, mereka melakukan perjalanan ke masa ketika Debbie dan Stillman terjebak di atap, dan Debbie takut terjebak . Stillman menggunakan keahliannya dengan pisau saku untuk membuka kunci, dan Debbie menjadi sangat bersemangat dan mencium Stillman . Stillman momen lagi dan lagi . Evan mengingatkan Stillman untuk tetap pada misi dan mereka bergerak maju ke hari lagu . -- Namun, di tengah misi, aplikasi yang mengendalikan mesin waktu mengembangkan bug . Awalnya hanya Akhirnya bug tersebut teratasi dengan sendirinya .

-- Namun beberapa lompatan kemudian, aplikasi terhenti sepenuhnya, dan mengunci Stillman . -- Karena pembekuan, menghidupkan kembali momen tersebut tidak mungkin lagi, dan mereka hanya dapat bergerak maju dalam waktu . Jadi, terus hidup dalam garis waktu itu (seperti yang dikatakan Stillman bahwa dia masih belum memperbaiki masalah dengan Debbie) dan Stillman hanya memiliki satu kesempatan untuk memperbaiki setiap situasi . Dalam suatu pembicaraan larut malam, Stillman membuka tentang pendapatnya tentang Debbie berhubungan dengannya . Debbie membela Ryan dengan mengatakan bahwa dia gay . -- Debbie bernyanyi di bar dan menerima tawaran untuk bermain secara teratur . Dalam contoh aslinya Stillman menawarkan nasihatnya, dan mungkin berakhir dengan perkelahian . Kali ini dia merenungkan semua pilihannya dan mengambil keputusan . Sementara itu Evan mulai mengubah banyak hal tentang dirinya juga (dia menghidupkan kembali momen memenangkan turnamen Frisbee melawan musuh bebuyutannya Andy), dan saat keduanya bergerak maju dalam waktu, mereka mencapai acara baru diciptakan oleh perubahan yang mereka buat di masa lalu . Evan percaya bahwa dia telah mulai berkencan dengan gadis Pita Biru, yang dia sukai selamanya, tapi tidak pernah berbuat apa-apa . Tapi ternyata dia hanya membantunya memindahkan perabotannya . Stillman menghadiri sebuah pesta malam gay, di mana terakhir kali dia berteriak pada Debbie karena menari terlalu dekat dengan Ryan .

Tapi kali ini, dia berhasil diam dan menemukan bahwa Debbie akhirnya datang dan berdansa dengannya . Mereka akhirnya menghabiskan malam bersama dan berikutnya melihat kedepannya Debbie belum putus dengannya . Stillman maju ke masa sekarang dan memang dia masih berpacaran dengan Debbie . Malam itu dia berhubungan seks dengan Debbie . Namun akhirnya kejadian baru terjadi, dan Stillman berhasil mengacaukannya . meneriaki Debbie karena terlambat satu jam untuk makan malam di hari ulang tahunnya . -- Stillman membangun mesin waktu lagi untuk mengantisipasi Debbie putus dengannya . 2 tahun kemudian, Debbie dan Stillman masih bersama . Sekarang hidupnya terus-menerus mengalami dengan Debbie karena hal-hal kecil dan kemudian kembali ke masa lalu untuk memperbaikinya . Debbie merasa aneh karena mereka tidak pernah bertengkar . Keduanya merasa tidak bahagia dalam pernikahan mereka . -- Stilman melihat Evan tentang kecanduan menggunakan mesin dan hal itu membuat mereka sempurna dan membuat Debbie tidak bahagia . Debbie menyarankan untuk memiliki bayi agar bahagia kembali . Di pagi hari, dia mencium Debbie lalu Evan datang dan memintanya untuk tidak menghancurkan mesin waktu . Evan mengungkapkan dia sering menggunakannya dan Stilman menguncinya di luar Debbie mengizinkannya masuk lagi . Mereka berdua berkelahi, dan Debbie menjadi kesal saat dia menemukan mesin waktu .

-- Stilman menjelaskan apa yang akan dia lakukan, dan Evan ikut campur . Mereka kembali ke hari pertama Debbie dan Stilman bertemu memastikan dia menemukan teorema untuk mesin waktu . -- Stilman mengungkapkan bahwa mereka tidak dapat kembali karena teleponnya tidak terhubung . Stilman mencium Debbie dan kemudian mulai meninggalkannya . Kesadarannya dari masa depan kembali dan mereka mulai berdebat berdandan .