최연소 신춘문예 당선의 화려한 이력과 외모로 큰 인기를 얻고 있는 천재 베스트셀러 소설가 한민우(강동원). 부유하고 매력적인 약혼녀 은혜(공효진)와의 결혼을 앞두고 있는 그의 인생은 완벽해 보인다. 그러나 그의 인생은 보이는 것처럼 완벽하지만은 않다. 최근 새롭게 집필을 시작한 소설은 잘 풀리지 않는데다 잦은 불면에 시달리고 있어 신경은 예민해져만 가고 있기 때문이다. 그리고 어느 날부터인가 자신을 바라보는 누군가의 시선이 느껴지기 시작했다. 어디를 가건, 누군가와 있던, 무엇을 하건 그 시선에서 벗어날 수가 없다.
그러던 어느 날, 그는 마치 꿈을 꾸듯 이끌려 어느 골목길에 자리한 술집, 루팡바의 문을 열게 된다. 그곳에서 자신을 쫓던 시선의 주인공, 미미(이연희)라는 이름의 보라색 옷을 입은 소녀를 만난다. 그녀 덕분에 머리 속에서만 뱅뱅 맴돌던 이야기들을 쏟아낼 수 있었던 민우는 오래 전 잊고 있었던 익숙한 멜로디를 떠올리는데…
다음날, 울리는 전화벨 소리에 민우가 눈을 뜬 곳은 다름아닌 그의 아파트. 하지만 흐릿한 미미의 얼굴 이외에 민우는 아무것도 기억하지 못한 채, 출장에서 돌아온 은혜를 맞이한다. 오랜만에 그를 만난 은혜는 민우의 변화와 알 수 없는 행동에 불안해지는데…
동창생의 결혼식에 참석하기 위해 오랜만에 고향을 찾은 민우는 어린 시절의 기억과 마주치고, 미미가 다름 아닌 자신이 잊고 있었던 11년 전 헤어진 첫사랑이라는 사실을 깨닫게 된다. 그녀를 다시 만나기 위해 이곳 저곳을 수소문 하지만 그녀의 행방을 정확히 알고 있는 사람은 없는데…
그녀가 나타나고 사라지기를 반복할수록 민우는 꿈과 현실, 현재와 과거의 경계에서 혼란에 빠진다. 풀리지 않는 자신의 소설의 실마리를 찾기 위해, 그리고 첫사랑의 기억을 되찾기 위해 나선 민우. 무언가에 쫓기면서 민우의 곁을 맴도는 미미. 첫사랑의 기억에 헤매는 민우를 지켜볼 수 밖에 없는 은혜.
