小女孩为了找回因车祸失忆的妈妈，缩小后进入妈妈的大脑，在记忆迷宫中冒险。
七岁女孩露西的妈妈遭遇车祸失忆，忘记了她。露西在科学展上看到一台“微型潜水艇”，偷偷钻进机器，被缩小后注射进妈妈的颈动脉。她进入妈妈的记忆世界，这里像一座巨型图书馆，但很多书架是空的。露西遇到妈妈记忆的守护者——一只会说话的考拉，考拉说那些空书架是被“悲伤暗影”吞噬的记忆。露西在冒险中找到妈妈抱着婴儿时的自己、妈妈教她骑自行车、妈妈半夜给她缝裙子——每一个记忆碎片都被暗影追捕。最后一战，露西抱着妈妈最珍贵的记忆（她第一次叫“妈妈”的画面），从暗影手中抢回，记忆重新点亮。露西醒来，妈妈看着她的眼睛，叫出了她的名字。妈妈说：“我梦见你在我脑子里。”
皮克斯水准的想象力，记忆图书馆和悲伤暗影的设计绝美。露西抱着那段记忆哭的时候，影院全场抽泣。母爱主题但不俗套，结尾那句台词太戳了。
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