《当爱情失去记忆》中，海外归来的陈亚（谢沅江饰）刚下飞机便意外摔倒，造成重度脑震荡并暂时失去记忆。报社记者齐妙（崔奕饰）目睹了这一幕，之后在医院探视病人时再次遇见陈亚，于是决定帮助他找回记忆。
齐妙从陈亚随身携带的一盘录像带里发现了关键线索：画面中出现了陈亚的女友丝丝（吴炫饰）和好友李不肖（邓超饰）。在派出所的协助下，她很快找到了李不肖。原来，1999年李不肖到北京参加考试时，重新遇见了好友陈亚。那时，正与丝丝热恋的陈亚因为即将出国而与她分手；而考试落榜、理想破灭的李不肖，也回到了老家湖南。
在齐妙和李不肖的共同努力下，陈亚逐渐恢复了部分记忆，却始终想不起自己这次回国的真正目的。至于他的女友丝丝如今身在何处，也依然没有答案。
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