איך לסלק מחשבות לא רצויות ולחיות בהווה

ג'ואל וקלמנטיין נפגשו במקרה על חוף הים בלונג איילנד, ניו יורק. מה שהתחיל כקשר רומנטי קליל הפך לאהבה גדולה. לאחר שנתיים של חיים משותפים כזוג הם החליטו להיפרד. כדי למנוע את הכאב של הזיכרונות והפרידה, כל אחד מהם החליט לעבור תהליך רפואי של מחיקת הזיכרון של ההיכרות והקשר ביניהם. אלא שכאן עלילת הסרט "שמש נצחית בראש צלול" מסתבכת, כאשר מתברר שתהליך מחיקת הזיכרונות אינו פשוט כלל.

בחיים האמיתיים אנחנו מתמודדים עם חוויה דומה: מחשבות וזיכרונות לא רצויים צצים ומתרוצצים בראשנו. אלה יכולים להיות קשורים לזיכרון על אהוב שכבר אינו בחיינו, לקונפליקט מרגיז שלא נפתר עם עמית בעבודה, לזיכרון ילדות כואב, או אפילו למחשבות על עוגת קצפת כשעושים דיאטה. הם מופיעים מעצמם או עקב "טריגר" מסוים, כמו מילה שמישהו אמר, מקום שהיינו בו, או אפילו ריח.