而在这部电影中，女主角伊万丝自幼与母亲一起长大,因童年经历了一系列糟糕可怕的经历，使她的精神备受困扰。
但伊万丝自幼便有短暂失忆的症状,这令她想不起来幼时那些可怕记忆的细节，只依稀记得童年生活在一起的几个好朋友——
青梅竹马，她童年时期暗恋的男孩凯文。
一起长大的死党汤米,同时也是凯文的弟弟。
一同长大，心灵脆弱的金发男孩唐尼。
需要定期约见心理医生的伊万丝，精神状况并不算十分健康，因此她越发想找回失去的童年记忆。
凑巧的是,伊万丝多年来有每天详细记日记的习惯，而根据那些积攒多年的记事本，伊万丝终于慢慢恢复了童年记忆，但找回记忆一事并没能让她的精神得到放松，而是充满内疚痛苦——
伊万丝童年时竟然做了许多错事，并因此失去了那三个最重要的好朋友。
尤其是凯文，她童年时候暗恋的男孩。
但这一切并不是没有改善的方法，伊万丝发现她可以通过阅读日记，潜入童年身体，回到过去改变自己做下的错事。
她希望自己能够重获友谊，甚至是和凯文成为恋人，一起度过幸福生活。
但她回到过去改变的每一件事，都如同那只扇动翅膀的蝴蝶一样，总是事与愿违，现实转变带来意想不到的糟糕结果——
伊万丝恐吓了凯文的恋童癖父亲，使其再未碰过凯文，却导致他将所有变态倾向加给了小儿子汤米，汤米的虐待狂倾向越发严重，因此进入了监狱。
她和凯文成为了恋人，却杀死了好友汤米酿成惨剧。
解救了差点被虐待狂汤米烧死的小狗，却导致好友唐尼杀死了汤米，被关进精神病院。而凯文在这样的打击下堕落染上毒瘾，并因吸毒过量而亡。
回到过去解除炸弹，自己却被炸成残废失去双臂，而母亲则身患肺癌，生命垂危。
当她再一次回到童年，发现本来可以选择和母亲一起生活的凯文，为了能每天看见伊万丝，监护权上还是选择了变态的恋童癖父亲，而这一次凯文意外被炸弹炸死，而伊万丝住进了疯人院。
每一次回到过去，现实结局只会越来越惨烈，伊万丝越发迷失痛苦，游荡在痛苦边缘趋近崩溃。
至此，伊万丝已经进行了五次时间之旅，虽然剧情复杂，但长达两个月的拍摄过程却称得上顺利。
不过关于结局的选择，主创内部却各执其词。
《蝴蝶效应》一共安排了四个结尾，其中最合两位导演心意的是——
伊万丝通过家庭录像回到胎儿时代，在母亲的肚子里掐住了脐带，为了所有人能获得幸福结局而杀死了自己。
这个结局堪称石破天惊，震撼程度难以言表，但显然过于惨烈，好莱坞总归还是希望电影结局能温情大众化，更讨普罗大众欢迎，因此，更多人支持另一结局——
伊万丝回到和凯文第一次相见之时，她直接骂了凯文“你以后要是再来烦我，我就杀了你，还有你全家。”
七岁的小男孩凯文害怕的跑开了，从此与伊万丝再无关联。
而当伊万丝再次醒来，停止了改变过去的时间之旅，将自己的日记全部烧成了
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