Ko Joel (Jim Carrey) z osuplostjo spozna, da si je njegovo donedavno dekle Clementine (oskarjevka Kate Winslet) izbrisalo spomin na njuno burno razmerje. Obupan poišče izumitelja postopka dr. Howarda Mierzwiaka (dvakratni nominiranec za oskarja Tom Wilkinson), saj si želi tudi sam izbrisati spomin nanjo. Toda med postopkom začne Joel znova odkrivati svojo naklonjenost do Clementine, zato poskuša izbris prekiniti. Medtem ko ga dr. Mierzwiak in njegova ekipa (Kirsten Dunst, Mark Ruffalo, Elijah Wood) preganjajo po labirintu spominov, postane jasno, da Clementine ne bo mogoče izbiti iz Joelove glave.

"Velika riba" pripoveduje zgodbo med umirajočim očetom Edwardom Bloomom (Albert Finney) in sinom Willom (Ewan McGregor), ki se trudi izvedeti več o svojem očetu, zbere različne zgodbe, ki jih je pripovedoval. Tako Will poustvari svoje življenje v nizu legend in mitov, navdihnjenih z nekaj dejstvi, ki jih pozna. Toda iz želje svoje matere Sandy, da bi očeta ponovno združil s sinom, začne razumeti očetov razplet. V njegovih zgodbah so potovanja po svetu in blodnje, ki vključujejo velikane, tornada in čarovnice.