1874年、スコットランドのエディンバラで、ジャックは史上最も寒い日に生まれます。 極度の寒さのため、彼は心臓が凍りつき、鼓動しない状態で生まれてきます。 助産婦のマドレーヌは、彼の心臓を壊れやすいが動く鳩時計に取り替えて命を救います。 時計の針で遊んではいけない」「短気を起こしてはいけない」「恋をしてはいけない」という3つのルールがある。 ジャックの母親は、自分だけが知っている理由から、自分の子供はマドレーヌが育てた方がいいとすぐに判断し、ジャックを残して家を出てしまう。 ジャックの母親は、自分だけが知っている理由で、自分の子どもはマドレーヌが育てたほうがいいとすぐに判断し、ジャックを残して出て行ってしまう。 彼は町でミス・アカシアという少女に出会い、彼女に夢中になる。 ほどなくして学校に通い始めた彼は、同じくミス・アカシアに恋しているいじめっ子のジョーにも出会う。 嫉妬に狂った年上の少年とその一味は、それから4年間、ジャックを苦しめる。 ジョーから暴行を受けた際、ジャックの時計の心臓の鳩目がジョーの目をえぐり、ジャックはジョーを殺したと思い込んで家に逃げ帰る。 マドレーヌは、ジャックが逃亡者であると信じ、彼の逃亡を助ける。

ジャックはミス・アカシアに再び会うことだけを望み、最終的に初期のフィルムカメラを操作しようとするマジシャン、ジョルジュ・メリエスに会う。 ジョルジュは彼の心の修復を助け、ミス・アカシアを探すためにジャックと一緒に行動することに同意する。 433>

長い旅の末、彼らはアンダルシアのサーカスに到着する。 ジャックはアカシア嬢を見つけるが、ジョルジュは彼女に自分の正体を明かさないように忠告する。 彼は彼女と親しくなり、愚かにも自分の気持ちを打ち明けるのを避ける。 彼女は自分の心が過去の誰かのものであることをほのめかす。 ジャックはその過去の人物だったのだ。 ジャックはやがて正体を明かし、ミス・エイカシアに鍵を渡す。 ジャックをさらに懲らしめる機会をうかがっていた彼は、ジャックの鳩時計の心臓の3つのルールを説明し、妨害しようとする。 ジョーと話し合ったミス・アカシアは、ジャックの恋を許して死因になるようなリスクは負いたくないと判断する。 彼女は彼を拒絶し、ジョーと一緒に去っていく。 拒絶されたジャックは、心のネジに涙する。

ミス・アカシアとジョーが乗った馬車の中で、ジャックがマドレーヌの助けを借りて脱出した直後、マドレーヌが刑務所に送られたことを話す。 そこで、彼女はまもなく死んだ。 噂では、失恋で死んだという。 ミス・アカシアはやがて自分がジャックの生存の鍵を握っていることに気づき、ジャックを探しに戻ってくる。 彼女はジャックがすぐにエジンバラの自宅へ出発したことを知り、彼の後を追う。 ジャックに会えるのはあとわずか。 家に着くと、マドレーヌに何が起こったかを聞かされる。 そして、ジャックが母になる喜びを与えてくれたこと、彼がどのように成長していくかを考えて心配したことも告げられる。 彼女は鍵を使って彼の時計を回そうとするが、彼は鍵を捨て、鍵を使わなかったことで死ぬことを選択する。 そして二人はついにキスをする。 キスを中断したとき、ジャックの時間は止まっていた。 ジャックは凍った雪を梯子に見立てながら天国へ登る歌を歌い、空へ昇っていき、フィルムは黒にフェードアウトして映画は終了する

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