Sam Reed osaa matkustaa ajassa taaksepäin, ja hän auttaakin työkseen poliiseja murhaajien tunnistamisessa. Ongelmana on vain se, että jos hän muuttaa mitään, tahallaan tai vahingossa, “perhosefekti” muuttaa historian kulun. Kun hän palaa nykyhetkeen, asiat ovat usein tyystin toisin, eikä hänellä ole selkeää muistikuvaa siitä, mitä tässä uudessa historiassa on tapahtunut. Samin ongelmat alkavat, kun hän “rikkoo sääntöjä” auttamalla murhatun tyttöystävänsä siskoa selvittämään murhaajan henkilöllisyyden, ja päätyy muuttamaan omaa historiaansa. Jokainen korjausyritys johtaa vielä pahempiin ongelmiin, ja jokainen aikamatka sekoittaa hänen muistiaan entistä enemmän tehden tilanteesta aina vain pahemman. Saako Sam ratkaistua arvoituksen ennen kuin sekoaa täysin?