Nascido numa pacata cidade norte-americana, Evan Treborn (Ashton Kutcher) não é uma criança normal. Com o pai internado por causa de problemas mentais, ele foi criado apenas pela mãe, Andrea. O menino começa a apresentar “blackouts” de memória quando está sob pressão emocional. Depois de passar por uma série de exames, o médico recomenda que o garoto faça um diário, numa tentativa de recuperar as lembranças que ficam reprimidas. A adolescência de Evan, no entanto, continua sendo uma série de desastres para ele e os três amigos: o medroso Leny, o malvado Tommy e a namorada Kayleigh.
Separados definitivamente por uma tragédia, a qual o rapaz não consegue se lembrar, ele muda de cidade ao lado da mãe. O tempo passa. Ainda com problemas de memória, Evan se torna um estudante de psicologia e vai morar numa república. Um dia, ao ler os diários da infância, ele começa a ter visões e a lembrar tudo o que os “blackouts” de sua mente reprimiram no passado. O rapaz imagina que está interferindo no passado e fazendo mudanças em alguns fatos. Mas, não era imaginação. As alterações feitas começam a refletir no presente e as consequências, acidentalmente, prejudicam ele ou os amigos. Evan fará várias tentativas de voltar ao passado para consertar tudo que deu errado na esperança de dar um desfecho feliz à sua trágica adolescência.
Efeito Borboleta é um filme que enfoca, entre outras coisas, a teoria do caos. O título vem de um tradicional exemplo usado para explicá-la: “uma borboleta que bate asas na China e causa um furacão na América”. A grosso modo, a tese afirma que a evolução da ordem de um sistema depende de sua situação inicial.
