La película inicia su imaginativa y brillante recreación del aquel día unos pocas horas antes del asesinato de Kennedy, mientras los invitados a la fiesta, artistas, empleados del establecimiento, y partidarios llegan al hotel, que está preparándose para la gran noche. Entre ellos se hallan el portero jubilado del Ambassador, quien no parece abandonar su antigua ocupación en la sombra y juega ajedrez en el gran vestíbulo con su compañero de trabajo también jubilado Nelson; el actual gerente del hotel, Paul Ebbers, una persona encantadora pero mal hombre de negocios cuya esposa, Miriam, es la peluquera del establecimiento; la rígida operadora de la centralita, Angela, que espera que su affaire con Ebbers le valga una promoción, cosa que desaprueba su compañera Patricia; los cocineros del hotel, entre los que se halla el intransigente jefe Timmons, quien aprendió sous le chef Edward Robinson; los trabajadores latinos José, que más bien se dedica a mirar los imprescindibles partidos de béisbol de los Dodgers por la noche, y Miguel; y la camarera de la cafetería Susan, que acaba de llegar de Ohio y anhela convertirse en una gran estrella.

Evan Treborn ha perdido la noción del tiempo. Desde una edad muy temprana, momentos cruciales en su vida han desaparecido en el agujero negro del olvido; su infancia se ha visto marcada por una serie de acontecimientos aterradores que no es capaz de recordar. Lo que queda es el fantasma de los recuerdos y las vidas rotas que le rodean: las de sus amigos de la niñez, Kayleigh, Lenny y Tommy. Durante todo su infancia Evan asistió a sesiones de terapia con un psicólogo que le animaba a escribir un diario con todos los detalles de su vida cotidiana. Más adelante, en la universidad, decide leer uno de sus diarios y de repente e inexplicablemente se encuentra en el pasado. Finalmente se da cuenta de que los diarios que guarda debajo de la cama son un vehículo para regresar al pasado y recuperar sus recuerdos. Sin embargo, estos recuerdos sólo le hacen sentir a Evan responsable de las vidas estropeadas de sus amigos, particularmente la de Kayleigh, la amiga que fue su primer amor y a la que sigue queriendo.