五百年前，西班牙，一位英勇的骑士托马斯·克莱奥(休·杰克曼)，受心爱的王后伊莎贝尔(蕾切尔·薇茨)的委托，整日奔波劳顿于寻找传说中的生命之树的旅途之上。据传说，此种生命之树的浆液能够让人长生不老。因此，为了心爱的女人和自己能永世相守，骑士克莱奥不惜任何代价也要找到生命之树。五百年后，一位名为汤米·克莱奥(休·杰克曼)的科学家，正全心致力于寻找一种对抗癌症的有效方法，因为，他深爱的妻子伊兹·克莱奥(蕾切尔·薇茨)就是被病魔夺走了生命，又过了五百年，汤姆·克莱奥(休·杰克曼)，已经成为了一个可以在宇宙空间中自由穿梭的探险家，并逐渐发现了这个他搜寻了一千年的秘密的真相。三个克莱奥的故事最终汇聚于一点，这个有关爱情、生命、死亡和轮回的千年之谜渐渐水落石出……