《念念不忘》讲述了一段跨越时空的深刻爱情故事。故事发生在现代都市与上世纪90年代两条时间线交织的背景下，通过主人公林昊和苏晴两人的视角，展现了爱与记忆的力量。
林昊是一位年轻的心理医生，专注于帮助失忆症患者恢复记忆。一天，他遇见了患有严重失忆症的苏晴，却在帮助她找回过去的过程中，渐渐发现两人之间隐约存在某种前世的联系。苏晴温柔坚强，虽饱受病痛折磨，却始终怀揣着对过去的朦胧记忆和对未来的期待。
故事的转折点发生在林昊发现苏晴保存的一本旧日记，里面记载了他们前世的一段未竟之缘。随着两人携手破解日记中的谜团，他们逐渐揭开了命运的秘密，也直面过去的遗憾与痛苦。影片的高潮在于二人跨越时空的阻隔，终于在现实中重逢，并共同选择勇敢面对生活，迎接新的开始。