电影的名字来自英国18世纪诗人亚历山大•蒲柏（Alexander Pope）的诗《埃洛伊斯致亚伯拉德》（Eloisa to Abelard），这首诗来自法国12世纪的一个真实的爱情悲剧。
哲学大师皮埃尔•亚伯拉德（Pierre Abelard）爱上了小他22岁的学生埃洛伊斯（Heloise），由于怕影响自己的地位，亚伯拉德只是在乡下和埃洛伊斯结婚，并未公开这段婚姻。埃洛伊斯的叔叔闻讯大怒，雇用了两个人趁夜深人静把亚伯拉德阉割了。身心受到重创的亚伯拉德出家当了僧侣，埃洛伊斯也进了修道院。在之后长达十年的时间里，两人没有一点联系。在第十一个年头的某一天里，亚伯拉德得知朋友生活遭遇不顺，于是，他就把自己的经历写下来安慰他，其中回忆了与埃洛伊斯在一起的美好时光，共同讨论哲学、诗歌，永不烦腻的亲吻、拥抱，甜蜜的争吵，去发掘爱情的未知。当埃洛伊斯看到这封信的抄本后，心潮澎湃，因为就算光阴飞逝，她对亚伯拉德的爱情从未消失一丝一毫。他们之间一共写了七封信，讨论爱情、婚姻还有哲学。虽然之后他们再未谋面或是有交集，他们的故事感动了无数人，包括亚历山大•蒲柏，写出了这首充满质询和忧伤的诗歌。
电影跟诗歌看似并无干系，实则有着千丝万缕的联系，而且每对恋人都能从中找到自己的影子。像上述的故事一样，相爱的时候纵然美好，总有些现实的阴霾遮住了恋人的眼睛，于是他们争吵、疏离直到最终分开。当记忆回溯，却都是难以忘怀的美好碎片，在某个时刻将人击垮。 “美丽心灵的永恒阳光”讲的是一个关于记忆删除的故事。不同于以往的“忘情水”、“孟婆汤”，导演用一种戏谑怪诞但又极其迷人的手法描绘一个拼图般的世界，那些拼图都是每个人丢弃的关于恋人的画面，他用独特的方式重新将他们组合，加上时而飞奔时而低沉的节奏，让主角和观众去找那一块拼图，连接起整个电影，击中心灵。
电影从乔伊突发奇想的早晨开始，他厌倦了每天按时上班，做同一班列车。今天他想要爱上一个陌生的女人，这根本就不像他。
在此之前，乔伊和女友克莱梅特删除了彼此的记忆，想以此解决相处时带来的痛苦回忆。删除记忆的医院里坐着人都面容憔悴、神情悲伤，怀抱着关于记忆的物品。情人节的礼物、共同购买的商品、一起画的图画……每个记忆都从这里累积，也从这里被抹去。可是他们没有想到，一段感情带来了多大的痛苦也必定带来过多大的快乐。乔伊在删除记忆的时候，才发现原来生活中已经全是克莱梅特的影子。除了那些不欢而散的交谈，让人无法忍受的缺点，竟然还有那么多美好的回忆——图书馆的对话、吃饭时的打闹、拥抱时的温暖……
第一次见她，是在沙滩上的那次聚会，她一身醒目的橙黄。天啊，他在心中暗想，有谁会这样打扮？她跑过来，笑说感谢上帝她不是唯一一个不善交际的人，然后不经他同意抓起他盘子里的鸡腿就吃，那一刻空气中充满了奇妙的亲密。就这样，她像一阵旋风似的刮进他循规蹈矩的生活。她总是让他有着坐过山车般的刺激，像个小魔女般玩弄着自己的诡计，为着每次都能把他耍的团团转而开心不已。后来，这些让他宠爱的原因都变成了让他难以忍受的缺点。争吵、醉酒、赌气、伤人的话语。一切都发生的自然又无法挽回。其实，她只是需要有个人真正理解她，给她关怀，不只是把她当作人生的附属品，她是那么的没有安全感。
