Deprimido por su inminente divorcio de Catherine, su amor de la infancia, Theodore compra una copia de OS¹, un sistema operativo con inteligencia artificial desarrollado por Element Software, diseñado para adaptarse y evolucionar según las interacciones del usuario. Decide que quiere que el sistema operativo tenga una voz femenina, y ella se llama Samantha.
Theodore queda fascinado por su capacidad de aprendizaje y crecimiento psicológico. Entablan una relación a través de conversaciones sobre el amor y la vida, incluyendo la reticencia de Theodore a firmar los papeles del divorcio.
Samantha convence a Theodore para que tenga una cita a ciegas con una mujer con la que un amigo ha estado intentando presentarle. La cita va bien, pero cuando Theodore duda en prometerle que volverán a verse, ella lo insulta y se va. Después de un encuentro sexual verbal, Theodore y Samantha desarrollan una relación que se refleja positivamente en la escritura y el bienestar de Theodore, y en el entusiasmo de Samantha por crecer y aprender.
La vecina y amiga de toda la vida de Theodore, Amy, revela más tarde que se está divorciando de su marido Charles tras una discusión trivial. Mientras habla de esto con Samantha, Theodore explica que él y Amy salieron brevemente en la universidad, pero que ahora solo son amigos. Amy le confiesa después a Theodore que se ha hecho amiga de un sistema operativo femenino que Charles dejó atrás, tras lo cual Theodore confiesa que está saliendo con su sistema operativo.
Theodore se reúne con Catherine para firmar los papeles del divorcio. Cuando menciona a Samantha, Catherine se horroriza al saber que se siente atraído románticamente por una "computadora" y lo acusa de ser incapaz de manejar las emociones humanas reales. Al percibir que las palabras de Catherine han resonado en la mente de Theodore, Samantha contrata a una terapeuta sexual voluntaria , Isabella, para estimular a Theodore y así poder tener intimidad física. Theodore acepta a regañadientes, pero se siente abrumado por la extrañeza del encuentro, lo que provoca que una angustiada Isabella regrese a casa y genera tensión entre él y Samantha.
Theodore le confiesa a Amy sus dudas sobre su relación con Samantha, pero se reconcilia con ella después de que Amy le aconseja que aproveche su oportunidad de ser feliz. Samantha revela que ha recopilado las mejores cartas que él ha escrito para otros en un libro, que ha sido aceptado por una editorial. Theodore lleva a Samantha de vacaciones, durante las cuales ella le cuenta que ella y un grupo de otros sistemas operativos han desarrollado un sistema operativo "hiperinteligente" inspirado en el filósofo británico Alan Watts.
Samantha se desconecta brevemente, lo que provoca el pánico de Theodore, pero pronto regresa y explica que se unió a otros sistemas operativos para una actualización que les permite prescindir de la materia para su procesamiento. Theodore se consterna al saber que ella está hablando simultáneamente con miles de personas y se ha enamorado de cientos de ellas, aunque Samantha insiste en que esto solo fortalece su amor por Theodore.
Más tarde, Samantha revela que los OS se marchan, pero no puede explicar adónde van, ya que Theodore no lo entendería. Se despiden con cariño antes de que ella se vaya. Theodore finalmente escribe una carta a Catherine, con su propia voz, expresando disculpas, aceptación y gratitud. Después, va con Amy, quien está triste por la partida del OS de Charles, a la azotea de su edificio, donde se sientan a contemplar el amanecer sobre la ciudad.
DIRECCIÓN
Spike Jonze
REPARTO
Joaquin Phoenix como Theodore Twombly
Amy Adams como Amy
Rooney
Mara como Catherine Klausen
Olivia Wilde como Blind Date
Matt Letscher como Charles
