在2092年的未来，火星已成了地球人热衷的度假胜地。118岁高龄的尼莫·诺巴蒂（杰瑞德·莱托 Jared Leto 饰）是最后一位仍会死亡的自然人。记忆混乱的他在一次次的催眠及采访之中不断回忆自己的童年，却在每个人生分岔点都衍生出完全不同的人生。在这些不同的版本中，有母亲（娜塔莎·雷托 Natasha Little 饰）和父亲（瑞斯·伊凡斯 Rhys Ifans 饰）离婚后再婚而变成了尼莫“妹妹”的安娜（黛安·克鲁格 Diane Kruger 饰），有身患抑郁症婚后情绪不稳的埃莉斯（萨拉·波莉 Sarah Polley 饰），还有与他育有三名子女的亚洲女孩吉恩（范林丹 Linh Dan Pham 饰）。交织在宇宙大爆炸理论、超弦理论和时间特性的解释中，尼莫的人生真相究竟为何呢？