萊伯特（休?杰克曼飾）是19世紀的一名落魄貴族公爵，在家人為他安排的相親宴會上，為了追蹤瘋狂科學家斯圖爾特而意外闖入時空隧道。當他抵達100多年后的21世紀時，斯圖爾特因意外住院，使舉目無親的萊伯特陷入窘境。在現代都市中，他邂逅了斯圖爾特的前女友凱特（梅格?瑞恩飾）——一位獨立果敢的廣告界女強人。兩人在共同應對時空錯位引發的一系列困境中漸生情愫，展開了一段跨越世紀的浪漫邂逅。然而穿越時空的情感注定充滿阻礙：斯圖爾特出院后試圖修正歷史軌跡，必須將萊伯特送回原有時空。面臨被迫分離的危機，凱特與萊伯特選擇利用斯圖爾特發明的時間裝置進行最后一次穿越，在時空洪流中追尋彼此的最終歸屬。兩人既要在歷史長河里找到容身之所，也要讓真摯情感突破時代的藩籬。