En 2092, Nemo Nobody, âgé de 118 ans, est le dernier mortel vivant dans un monde d'immortels. Il est interrogé sur son passé et se retrouve sous les soins du docteur Feldheim, qui veut l'aider à mettre de l'ordre dans ses souvenirs brouillés. Profondément marqué par le divorce de ses parents et par ses échecs sentimentaux, le vieillard a des trous de mémoire et son témoignage est constitué d’épisodes contradictoires de son enfance, de ses amours et de sa vie conjugale. Nemo Nobody se remémore à travers différents flashbacks ses différentes vies dans des espaces-temps différents. Il imagine alors douze vies parallèles dont chacune est caractérisée par une épouse différente. Les variations de cette arborescence s'en tiennent parfois à très peu de choses, soit une illustration de l'effet papillon. Nemo livre par intermittence au spectateur quelques réflexions sur l'espace-temps, notamment le Big Crunch.

Julie Taylor se fait offrir le poste d'une amie enseignante suite à la disparition suspecte de celle-ci, prononcée comme étant un suicide. C'est un nouveau départ pour elle et son adolescente Miya après une année difficile et Julie espère qu'être à la fois une nouvelle étudiante et la fille d'une enseignante n’empirera pas la situation. Elle ne peut s'empêcher de s'inquiéter lorsque sa fille devient rapidement amie avec Amy Fisher, la fille la plus malveillante de l'école