Henry, a chicagói könyvtáros ritka genetikai rendellenességben szenved. Egyfajta időutazóként a legváratlanabb pillanatokban más-más idősíkban találja magát. Az egyetlen biztos pont az életében Clare. A férfi harmincéves volt, amikor találkoztak, a lány hat. A férfi harmincéves volt, amikor összeházasodtak, a lány huszonkettő. Különös kapcsolatuk során megélik a fiatalságukat, öregségüket, a szerelem téren és időn át is összeköti őket. Boldogságukat csak két dolog árnyékolja be. Vajon a gyermekük is örökli apja betegségét? És meddig térhet vissza Henry, akit láttak meghalni. Audrey Niffenegger regényéből.
Ray, Toby és Pete hétköznapi angol fiatalemberek. A három jó barát egyik este betér a törzshelyére. A kocsmában találkoznak a csinos Cassie-vel, aki azt állítja, hogy a jövőből érkezett. Ezzel csupán Rayt hozza lázba, aki bolondul az időutazásért. Toby azt hiszi, hogy valami filmről van szó, míg Pete semmit sem hisz el az egészből. Ám minden megváltozik, amikor a férfi mosdóban egyfajta időlyukba kerülnek, melynek révén egy új világ tárul fel előttük. Ahányszor csak belépnek oda, hol egy-két órát, hol éveket ugranak előre a jövőbe vagy vissza a múltba. Egyikük sem tudja, hogyan keverednek ki ebből.
1992-ben a veterán Jack Starks amnéziás állapotban tér vissza Irakból és hamarosan rendőrgyilkosság vádjával elmegyógyintézetbe zárják. Egy különös orvos, Dr. Becker kísérleti gyógyszerek felhasználásával ijesztő kezelésnek veti alá. Az eljárás 15 évvel későbbre, egy jövőbeli hallucinációs utazásra küldi Jacket, ahol kétkedve kell szembesülnie egy olyan jövővel, amelyben ő már nem játszik szerepet. Jackie, akivel a gyilkosság előtt utoljára találkozott, és aki azóta felnőtt, közli vele, hogy Jack Starks pár nappal a kezelés megkezdése után meghalt.
Tíz évvel elsõ férje halálát követõen Anna ismét házasodni készül, mikor feltűnik egy különös kisfiú, s azt állítja, hogy õ Anna elõzõ férjének reinkarnációja. A tíz éves gyermek képes felidézni a nõ házas életének legintimebb részleteit is, Anna pedig teljesen elbizonytalanodik: elméje képtelen elfogadni a lehetetlent, ám szíve mélyén már szembesült az igazsággal, bármennyire félelmetes is.
Sam Reide-nek (Chris Carmack) van egy különleges képessége, amelynek révén vissza tud menni az időben. Testvére, Jenna (Rachel Miner) közreműködésével így hatékonyan tud segíteni a rendőrségnek megoldatlan bűnügyek felderítésében. Egy nap azonban felbukkan Sam meggyilkolt barátnőjének a húga, és azt állítja, hogy a férfi, akit a gyilkossággal vádolnak, valójában ártatlan, majd megkéri Sam-et, hogy próbálja megtalálni az igazi gyilkost. Sam azonban hatalmas kockázatot vállal ezzel, hiszen még a legapróbb beavatkozás is a saját múltjába végzetes hatással lehet jövőjére... A nagy sikerű Pillangó-hatás harmadik részében csak a szereplők változtak, izgalmakból és megdöbbentő fordulatokból viszont most sem lett kevesebb!