Evan Treborn (Ashton Kutcher) jako dziecko wiele przeszedł. Wyparł jednak z pamięci te przykre zdarzenia. W dzieciństwie pozostawał pod opieką psychiatry, który zachęcał go do prowadzenia dziennika, w którym szczegółowo miał zapisywać każdy dzień swojego życia. Teraz, już jako student college'u, Evan czytając swój dziennik, w niewytłumaczalny sposób przenosi się w czasie do przeszłości. Dziennik, który trzyma pod łóżkiem, okazuje się bowiem wehikułem czasu i szansą na odtworzenie pamięci z dzieciństwa. Jednak wspomnienia z młodości okazują się bardzo przykre i uświadamiają Evanowi, ile krzywd wyrządził swoim przyjaciołom. Aby naprawić błędy przeszłości, Evan przenosi się w czasy swojego dzieciństwa. Chce napisać na nowo historię w swoim dzienniku i tym samym uchronić przyjaciół. Ma nadzieję, że zmieniając przeszłość, odmieni też przyszłość. Za każdym razem, gdy coś zmieni, powraca do teraźniejszości, aby sprawdzić efekty swoich działań. Problem w tym, że jego wysiłki przynoszą odmienne skutki.

"Efekt motyla", jak wyjaśnia Amy Smart, to teoria zakładająca, że machnięcie motylego skrzydełka w Nowym Jorku może spowodować huragan w Japonii. Film jest ilustracją tej teorii. Drobne zmiany, jakie Evan Treborn (Ashton Kutcher) wprowadza w swojej przeszłości, mają potężny wpływ na jego teraźniejszość. Modyfikując swoje dzieciństwo wywołuje zmiany, często na lepsze, ale równie często na gorsze. Kiedy Evan odkrywa, że może zmieniając wspomnienia odwrócić bieg swojego niezbyt udanego życia, przypadkowo zmienia też losy swoich najbliższych i to z jak najgorszym skutkiem. Jego nowe życie niebezpiecznie wymyka się spod kontroli.

Czy ruch motylego skrzydełka w Nowym Jorku może spowodować huragan w Japonii? Losy Evana Treborna (Ashton Kutcher) są ilustracją tej niezwykłej teorii. Młody człowiek odkrywa, że, wykorzystując odziedziczone po ojcu szczególne zdolności, w niewytłumaczalny sposób może przenieść się do świata własnych wspomnień i, ingerując w nie, odwrócić bieg swojego niezbyt udanego życia. Drobne zmiany, jakich dokonuje Evan w przeszłości wpływają również na losy jego najbliższych. I to z katastrofalnym skutkiem. Nowe życie w coraz bardziej niebezpieczny sposób wymyka mu się spod kontroli i aby ratować siebie i tych, których kocha, Evan musi rozwikłać mroczną tajemnicę z dzieciństwa...

"Efekt motyla" to jeden z tych filmów, do których ciężko jest przekonać racjonalistów, gdyż fabuła oparta jest na parapsychologicznych zdolnościach głównego bohatera - Evana, granego przez Ashton Kutchera. W swoim dzieciństwie dorastał wraz z grupą przyjaciół, z którymi dokonywali najróżniejszych szaleństw. Niestety Evan chorował na dziwną przypadłość - momentami tracił przytomność i całkowicie zapominał o wydarzeniach, które się wydarzyły przed jego zasłabnięciem. Okazuje się, że te nic nie znaczące momenty zapaści dość mocno zaważyły na jego i przyjaciół dalszym życiu. Dzięki zdolnościom odziedziczonym po ojcu Evan może cofać się do przeszłości i zmieniać bieg wydarzeń - co też skwapliwie wykorzystuje. Skutki jego poczynań są zaskakujące, każda najdrobniejsza poprawka jaką zaprowadzi w życiu doprowadza do całkowitej zmiany późniejszych wydarzeń, nie zawsze na lepiej. Scenariusze jego życia z każdą zmianą stają się coraz gorsze i coraz bardziej dramatyczne nie tylko dla niego... Tytułowy "efekt motyla" polega na najdrobniejszych zmianach w naturze, powodujących w konsekwencji masę nieprzewidzianych i nieuchronnych wypadków. Zabawa w Boga i scenarzystę własnego losu okazuje się nie być taka fascynująca...

Film pokazuje, że czasami tylko jedno wypowiedziane zdanie może radykalnie zmienić życie drugiej osoby. Evan (Ashton Kutcher) ma poczucie, że swoim postępowaniem w młodości skrzywdził wiele osób: swoją matkę, przyjaciół, dziewczynę którą kochał; zdaje sobie sprawę, że tego już nie da się naprawić. Jednak pewnego razu czytając na głos swój stary pamiętnik przełamuje barierę między przeszłością, a teraźniejszością i przenosi się w przeszłość. Od razu pragnie wszystko naprawić. Wtrąca do swoich wypowiedzi jakieś zdania, ratuje przed śmiercią kobietę i jej dziecko lub robi jeszcze jakieś zdumiewające rzeczy. Jednak, gdy wraca do teraźniejszości efekt jest w ogóle inny niż on sobie wymarzył. Im bardziej się stara zmienić przeszłość, tym gorzej wygląda jego teraźniejszość i w końcu postanawia wykorzystać swój pamiętnik po raz ostatni...

Bohaterem filmu jest Evan Treborn, który jako młody chłopiec miewa omdlenia, sprawiające, że jego mózg nie rejestruje wydarzeń. Przez to Evan nie pamięta, co się z nim działo w czasie omdlenia. Terapeuta zalecił mu prowadzenie szczegółowych pamiętników z dokładnym opisem każdego dnia. Kiedy Evan jest już na studiach, przez przypadek zaczyna czytać pamiętnik i przenosi się w przeszłość, do sytuacji, w których miewał omdlenia i nic z nich nie pamięta. Z czasem odkrywa, że może zmieniać wspomnienia, zmieniając tym samym teraźniejszość.

Film opowiada, o tym, że nie warto zmieniać przeszłości. Evan Treborn podczas swego trudnego dzieciństwa miewa zamroczenia, luki w pamięci. Psychiatra zaleca mu, aby prowadził dziennik. To właśnie te zapiski umożliwiają mu kilka lat później przenoszenie się w czasie i zmienianie biegu wydarzeń. Czy jednak warto zmieniać przeszłość? Evan, by pomóc Kayleigh i innym przyjaciołom z dzieciństwa zmienia bieg dramatycznych wydarzeń. Lecz zawsze ktoś cierpi, jeśli drugiemu się układa...

Evan (Ashton Kutcher) jako mały chłopiec często miewał kłopoty z pamięcią. Doktor polecił mu więc pisanie pamiętników. Będąc już dorosłym, Evan odkrywa, że za pomocą zapisków z dzieciństwa może przenosić się w czasie do przeszłości. Postanawia to wykorzystać aby naprawić swoje niezbyt udane dzieciństwo. Za każdym razem jednak, gdy uda się mu pomóc jednej osobie, cierpi na tym druga lub gdy udaje mu się naprawić jakieś wydarzenie, staje się coś innego złego. Powoli Evan odkrywa, jak małe wydarzenia tworzą nasze życie, i że nawet mały, niepozorny przypadek może mieć w przyszłości kolosalne skutki.