杰克·马利克是一名来自洛斯托夫特郁郁不得志的唱作歌手，其经理人同时亦是他儿时的好友艾莉·阿普顿，对方不断鼓励他不要放弃自己的梦想。在一次意外的全球停电期间，杰克被公车撞倒出院了后，他在朋友们之间唱着《昨日》这首歌，发现众人从未听说过披头士乐队。杰克意识到世界不再记得该乐队以后，便开始演奏他们的歌曲，并将其作品当作自己的音乐发布出去。艾莉让杰克与当地音乐制作人合作下录制了一个试唱的录音。随着在当地电视台上表演之后，杰克得到流行歌手艾德·希兰的邀请，到莫斯科作开场表演。艾莉由于需要担任教师的日常工作而推辞，杰克只好邀请技术员朋友洛奇跟他一起。演出结束后，艾德跟杰克作一场歌曲创作的对决；他最后输给了杰克的《漫长而曲折的道路》。在洛杉矶，艾德的残酷经纪人黛布拉·汉默把他罗致旗下，并使他在全球知名度不断提升。
在杰克的饯行的派对上，艾莉承认自己一直爱着他。回到洛杉矶，杰克开始在西方工作室录制专辑，但他并没有为歌曲创作出歌词。杰克希望透过联想来触发回忆，于是他到披头士乐队的家乡利物浦，参观了著名的地标如草莓园、便士巷及“Eleanor Rigby之墓”。艾莉于利物浦会合他，他们度过了一个醉酒的夜晚并亲吻起来，但艾莉告诉他指自己对一夜情不感兴趣。翌日早上，杰克和洛奇到火车站追赶艾莉，她在那里向杰克极表示祝贺，但告诉他指自己不能成为其明星生活的一部分。伤心欲绝的杰克回到了洛杉矶。
唱片公司准备为杰克发行其首张专辑，制作人反对其取自披头士乐队唱片名称的建议，把其专辑命名为《只得一人（One Man Only）》，以推动他的才华。杰克说服他们在戈尔斯顿举办屋顶演唱会的时候一同推出专辑。在后台，有两个人和杰克见面，并告诉杰克他们没有因上次全球停电而忘掉披头士乐队，感谢他没有让披头士乐队的音乐从世上消失。他们把幸存的约翰·列侬的地址交给他，在这个时空的连侬已是个老人，早已在公众关注的焦点之外。杰克问到连侬是否认为自己过着成功的生活，他回答指自己与妻子过着幸福的生活，并建议杰克追求自己所爱的人以及总是说实话。
艾德安排杰克于温布莱球场表演。杰克向着观众坦白一切，并让洛奇把歌曲免费上传到网络，蓄意破坏其首张专辑的发行。后来，杰克与艾莉结婚组织家庭，而杰克则回到学校当教师。
