1970年的一个雨夜，纽约街头，一名自称“未婚妈妈”的男人坐在酒吧里，向酒保讲述他的一生。他生来是女孩，被遗弃在孤儿院，长大后成为作家，遇到一个神秘的男人，生下了一个女婴，然后被那个男人抛弃。剖腹产后，医生告诉他，他拥有两套生殖系统，一场手术让他变成了男人。女婴被神秘人偷走，他从此踏上了寻找仇人的旅途。
酒保听完故事，递给他一个地址，说“那个偷走你孩子的人，此刻就在那里”。他去了，却发现自己面对的是更年轻的自己。酒保其实是未来的他，来自一个时间管理局的机构。他们一次次穿越，试图阻止一个炸弹客，而那个炸弹客，正是那个抛弃他、偷走他孩子的男人。
当所有的线索交汇，真相令人窒息。那个神秘的男人，那个炸弹客，那个偷走婴儿的人，都是他自己。他爱过自己，生下自己，又毁掉自己。他既是母亲，也是父亲，既是受害者，也是施暴者。时间是一个闭环，他无法改变任何事，只能按照计划，把婴儿送到孤儿院，让一切重新开始。
影片的最后，他坐在时间机器里，看着屏幕上那个被送到孤儿院的婴儿，那是他，也是他的女儿，更是他的母亲。他关掉屏幕，选择留在1963年，成为那个等待自己的酒保。前目的地，目的地从来只有一个，就是自己。这场循环里没有出口，只有永恒的重复。