ジョエルは別れた恋人・クレメンタイン（ケイト・ウィンスレット）と何とか仲直りしようとプレゼントを買って彼女の元へ行く。だが彼女は自分のことをすっかり忘れたかのように、目の前で他の男といちゃつく。その姿にショックを受けるが、やがてその理由は彼女が「記憶除去手術」を受けたことによるものだと知る。彼女の行動に悲しむジョエルは、自分もその手術を試すことにする。だが少しずつ記憶が消されていくうちに、これは消さないでくれ！という気持ちになり、抵抗を始める。消したい思い出も実は大切であることに気が付いていく…。

「エターナル・サンシャイン」は、記憶除去という斬新な設定を用いたラブストーリーです。主人公が彼女との甘い思い出を消すために記憶除去を選択しますが、その過程で恋の日々がユニークなタッチで描かれます。切なさが溢れるスパイラル・ラブストーリーで、恋愛の喜びと悲しみを巧みに描き出しています。「ヒューマンネイチュア」の脚本家と監督コンビによる奇想天外なストーリーは、観る者を引き込み、切なくも愛おしい珠玉の作品となっています。