Sam Reed kan rejse tilbage i tiden og lever af at hjælpe politiet med at identificere mordere. Problemet er, at hvis han ændrer noget – ved et uheld eller med vilje – så vil "Butterfly-effekten" ændre historien. Når han vender tilbage til nutiden, er det hele ofte fuldstændig anderledes, uden at han har nogen klar erindring om, hvad der er sket i hans nye livshistorie. Han løber ind i problemer og ender med at ændre sin egen livshistorie, da han "bryder reglerne" ved at forsøge at hjælpe sin myrdede kærestes søster med at finde ud af, hvem morderen var. Hvert eneste forsøg på at ordne de problemer, der opstår, skaber bare endnu større problemer, og hver eneste tidsrejse laver bare mere rod i hans hukommelse og gør kun tingene værre. Når han at løse gåden, inden han mister forstanden?