Sam Reed har den unika förmågan att kunna resa bakåt i tiden. Han anlitas därför av polisen för att hjälpa dem att identifiera mördare. Problemet är bara att om han förändrar någonting, avsiktligt eller av misstag, så kan den så kallade ”fjärilseffekten” göra så att historien förändras radikalt. När han återvänder till nutid är saker och ting annorlunda och han har ingen tydlig minnesbild av vad som hänt honom under hans ”nya” förflutna.

Problemen börjar när han bryter mot reglerna och försöker hjälpa sin mördade flickväns syster att hitta gärningsmannen. Resultatet blir att hans egen historia skrivs om och varje tidsresa han gör för att försöka återställa situationen och lösa problemen förvärrar bara det hela och rör om ännu mer i hans minne. Kommer han att kunna lösa gåtan innan han förlorar förståndet?