Hong Kong, 1966.
In een kleine hotelkamer schrijft Chow Mo Wan een Sciencefiction boek dat zich afspeelt in 2046.
Het gaat over een mysterieuze trein naar 2046 waar al degenen die daarheen gaan worden gedreven door hetzelfde verlangen: hun verloren herinneringen terugvinden.
Tijdens het schrijven denkt hij aan de vrouwen die in zijn leven zijn voorbijgegaan. Elk van deze vrouwen hebben een spoor achtergelaten in zijn geheugen en voeden zijn inspiratie.
Een van hen komt regelmatig terug, de vrouw van wie hij echt gehouden heeft.
Het is zijn buurvrouw in hotelkamer 2046.