Leonard n'a qu'une idée en tête : traquer l'homme qui a violé et assassiné sa femme afin de se venger. Sa recherche du meurtrier est rendue plus difficile par le fait qu'il souffre d'une forme rare et incurable d'amnésie...
Face à une crise existentielle qui pourrait menacer l'existence même de leur labo, une brillante équipe d'experts scientifiques doivent accueillir d'anciens amis et déployer de nouvelles techniques pour préserver la quiétude, si tant est qu'elle puisse exister, à Las Vegas...
Mark, un adolescent à l'esprit vif, vit la même journée à répétition. Son monde est bouleversé lorsqu'il rencontre la mystérieuse Margaret, elle aussi coincée dans la même boucle temporelle. Mark et Margaret forment un duo magnétique qui part à la recherche de toutes les petites choses qui pourraient rendre ce jour parfait. L’histoire d'amour prend une tournure fantastique, alors que tous deux luttent pour savoir comment - et si - ils vont échapper à ce jour sans fin.