Tim（多姆纳尔·格利森 Domhnall Gleeson 饰）21岁了，他的老爸（比尔·奈伊 Bill Nighy 饰）告诉他，他们家族的男人都有时光旅行的超能力，可以回到过去。于是Tim将信就疑地试了一下，回到了夏天，在那里他试图改变和暗恋对象的关系，却发现怎么穿越时空都不能让不爱你的人爱上你。之后Tim来到了伦敦，成为了一个律师。他爱上了一个漂亮的姑娘Mary（瑞秋·麦克亚当斯 Rachel McAdams 饰），他通过几次时空旅行，努力地想成为Mary的男朋友。再后来，他又试图通过时光旅行，去挽回一场失败的话剧，去改善妹妹的生活，去更好地和亲人、朋友相处，度过生命中的每一天。

效力于某知名搜索引擎公司的程序员加利·史密斯（多姆纳尔·格利森 Domhnall Gleeson 饰）幸运地抽中老板纳森（奥斯卡•伊萨克 Oscar Isaac 饰）所开出的大奖，他将受邀前往位于深山的别墅中和老板共度假期。在与世隔绝的别墅中，纳森亲切地接待了这位员工。 事实上他邀请加利到来还有另一个目的，那就是协助他完成其所开发的智能机器人的测试。天才一般的纳森研制了具有独立思考能力的智能机器人伊娃（艾丽西亚·维坎德 Alicia Vikander 饰），为了确认她是否具有独立思考的能力，他希望加利能为伊娃进行著名的“图灵测试”。似乎从第一眼开始，加利便为这台有着宛如人类般姣好容颜的机器人所吸引。

前一部的主人公Jay、Neil、Simon与Will再次相聚，前往澳大利亚度假。

效力于某知名搜索引擎公司的程序员加利·史密斯（多姆纳尔·格利森 Domhnall Gleeson 饰）幸运地抽中老板纳森（奥斯卡•伊萨克 Oscar Isaac 饰）所开出的大奖，他将受邀前往位于深山的别墅中和老板共度假期。在与世隔绝的别墅中，纳森亲切地接待了这位员工。 事实上他邀请加利到来还有另一个目的，那就是协助他完成其所开发的智能机器人的测试。天才一般的纳森研制了具有独立思考能力的智能机器人伊娃（艾丽西亚·维坎德 Alicia Vikander 饰），为了确认她是否具有独立思考的能力，他希望加利能为伊娃进行著名的“图灵测试”。似乎从第一眼开始，加利便为这台有着宛如人类般姣好容颜的机器人所吸引。

故事讲述在一个威权体制（an authoritarian regime）逐渐瓦解的府邸（the palace）内，一年时间里发生的事情。