동남아에서 벌어진 국제 범죄를 추적하던 국정원 블랙 요원, 조 과장(조인성)은 자신의 휴민트 작전에서 희생된 정보원이 남긴 단서를 쫓아 블라디보스토크로 향한다. 그곳에서 북한 식당 종업원 채선화(신세경)와 접촉한 조 과장은 새로운 휴민트 작전의 정보원으로 그녀를 선택한다. 한편, 국경 지역에서 발생한 실종 사건을 조사하기 위해 블라디보스토크로 파견된 보위성 조장 박건(박정민)은 해당 사건의 배후에 북한 총영사 황치성(박해준)이 연루되어 있음을 알게 된다. 서로 다른 목적으로 블라디보스토크에서 충돌하게 된 사람들. 짙어지는 의심과 불확실한 진실, 각자의 선택은 돌이킬 수 없는 길을 향하는데..
"가장 초라했던 그때, 가장 눈부시던 우리" 고향 가는 고속버스에 올라탄 은호(구교환)와 휴학 후 어디론가 떠날 결심을 한 정원(문가영), 나란히 앉게 된 두 사람은 뜻밖의 인연을 맺는다. 서로의 꿈을 응원하며 의지하던 두 사람은 어느새 일상 깊숙이 스며들어 연인으로 발전한다. 웃고, 싸우고, 화해하며 세상을 다 가진 듯 뜨겁게 사랑하지만, 현실의 벽 앞에 두 사람은 결국 다른 길을 선택하게 된다. 그렇게 10년이 지난 후, 다시 마주한 순간 은호는 정원에게 오랫동안 묻어두었던 한마디를 꺼낸다. “만약에 우리...”
매일 너의 기억을 채워주고 싶은 남자, 김재원(추영우). 학교를 가도 아무 의욕이 없던 나에게 어느 순간, 웃을 때마다 빛나는 긴 머리의 한 아이가 나의 심장 속에 들어오기 시작했다. “시간이 지날수록 다른 건 다 모르겠고, 그냥 보고 싶기만 해.” 매일 나의 기억을 잃어버리는 여자, 한서윤(신시아). 매일 기억이 리셋되어 모든 것을 기록해야 하는 하루가 고단했던 나에게 키 크고 눈빛이 잊히지 않는 한 아이가 나의 기억 속에 들어오기 시작했다. “안 하던 짓 좀 해보려고. 안 그럼 너무 지루하잖아.” 오늘 밤, 세계에서 이 사랑이 사라진다 해도 내일의 너를 다시 사랑할 거야