אוון טרבור (אשטון קוצ'ר) מגלה שביכולתו לחזור אחורה בזמן ולשנות אירועים מהעבר שלו, מה שמוביל לשינויים דרמטיים בחייו ובהווה של הסובבים אותו. הסרט מתמקד בתיאור ההשלכות הבלתי צפויות של שינויים קטנים, כשהוא מיישם את רעיונות תיאוריית הכאוס, לפיה אפילו שינוי מינורי כמו תנועת כנפי פרפר יכול לעורר סערה רחבת היקף. אוון מנסה לתקן טעויות מהילדות, בעיקר את האירועים הטראומטיים שהשפיעו על חייו ועל חיי חבריו הקרובים, אך כל ניסיון לשנות את העבר מביא לתוצאות בלתי צפויות ולעתים הרסניות.
בעוד אוון מתעמק בשינויים שהוא יוצר, הוא מבין שכל פעולה שלו יוצרת סביבה חדשה עם תוצאות שונות, לעיתים טובות ולעיתים גרועות יותר. הקונפליקט המרכזי מתגלה כשהוא מנסה להציל את אהובתו איימי סמארט (איימי סמארט) מחיים של סבל, אך כל ניסיון לשנות את גורלה מוביל לתוצאות הרסניות עבורם ועבור הסובבים אותם. הסרט מציג את המאבק הפנימי של אוון בין הרצון לשפר את המציאות לבין ההבנה שהשינויים עלולים לגרום לכאוס ולפגיעה בלתי הפיכה.
העלילה מתפתחת במקביל לסיפור אישי של התמודדות עם טראומות ילדות, כשהכוחות המסתוריים של אוון משמשים כמטאפורה להשפעות המורכבות של בחירותינו. אוון טרבור מוצא את עצמו תקוע במעגל של ניסיונות ותקלות, כשהוא מנסה לאזן בין ההשלכות של מעשיו לבין הרצון לשמור על האנשים שהוא אוהב. הסרט מעמיד במרכזו את השאלה האם ניתן באמת לשלוט בגורל או שהשינויים הקטנים ביותר יכולים לשנות את כל התמונה, כפי שממחיש המושג של תיאוריית הכאוס והאפקט הפרפר.
