Hongkong in den 60er Jahren: Schriftsteller Chow (Tony Leung) schreibt in einem Hotel an einem Science-Fiction-Roman. Der Titel lautet "2046", nach der Nummer des Hotelzimmers nebenan, wo die schöne Prostituierten Bai Ling wohnt. Chow erinnert sich an die wichtigsten Frauen in seinem Leben. Dabei verwischen die Grenzen zwischen Realität und Fiktion.