I en alder av 21 finner Tim (Domhnall Gleeson) ut at at han kan reise gjennom tiden. Kvelden etter enda en mislykket nyttårsfest, avslører Tims far (Bill Nighy) at mennene i familien alltid har hatt den egenskapen. Tim kan ikke endre historiens gang, men han kan endre hva som skjer og hva som har skjedd i sitt eget liv. Derfor bestemmer han seg for å gjøre verden sin litt bedre ved å skaffe seg en kjæreste, Mary (Rachel McAdams), som han møter og øyeblikkelig faller for når han kommer til London. Imidlertid sletter han hele tidslinjen etter at han kom til London ved en feil, så nå må han vinne over henne enda en gang. I løpet av historiens gang lærer Tim også viktigheten av familiebånd.