安德烈(皮尔弗朗西斯科·法维诺 Pierfrancesco Favino 饰)是一名出色的脑科医生,而他的妻子苏菲(卡西娅·史穆特妮亚克 Kasia Smutniak 饰)是一档两性节目的主持人,安德烈正醉心于一项非常前沿的研究,而苏菲亦将全部的经历都投入到了工作中,希望能够在竞争压力非常大的行业内闯出一片属于自己的天地。 久而久之,安德烈和苏菲之间的感情开始出现了裂痕。就在两人决定离婚分道扬镳之际,安德烈请求苏菲参与他的研究实验,哪知道在这场实验里,两人的灵魂和身体发生了互换。虽然进入到了彼此的肉体之中,但生活还是要继续,于是两个人以对方的身份开始了新的旅程,在此过程中,他们体会到了彼此的不易,亦感知到了两人之间坚如磐石的羁绊。。1966年,从新加坡返回香港想忘掉过去的周慕云住进东方酒店的、同他曾经熟悉的数字2046只差一号的2047号房,开始了他的卖文生涯。眼前、曾经在他身边出现过的一个个女人经过他大脑的过影后,令他对时空产生疑惑,不但忘不了过去,一幕幕往事反而更加挥之不去。
为了与过去作更好的告别,他将生活的点点滴滴化为文字,写下小说《2046》(说只要搭上了前往2046的列车,人们就可以找回失去的记忆)。。