La théorie selon laquelle un changement mineur dans le passé peut avoir des conséquences considérables est appelée « l'effet papillon ». Evan Treborn est un homme doté d'un don unique : il peut voyager dans son propre passé. Intrigué, il décide d'utiliser ce pouvoir pour aider ceux qui ont été marqués par les souffrances de leur enfance. Mais cela ne suffit pas à calmer sa soif d'actions, il cherche à sauver la seule fille qu'il ait jamais aimée. Cependant, en changeant même le plus petit détail du passé, Evan se rend compte que ses actions ont des effets inattendus et incontrôlables sur le présent