A narrativa começa com exuberantes imagens futuristas de um trem em alta velocidade. Narração indica que o expresso leva a 2046, de onde ninguém nunca regressou, apenas um jovem que demonstra imenso sofrimento dentro de um dos vagões, sem saber há quanto tempo está ali. 

Corta para a década de 60, o espectador descobre que 2046 é um livro escrito por Chow Mo-Wan (Tony Leung), o mesmo personagem de Amor à flor da pele. É a sua forma de tentar resgatar suas memórias de amor, principalmente de Li-Zhen. O filme retrata uma sucessão de casos amorosos, a maioria tristes e sem perspectivas, envolvendo Chow, que se entrega às mulheres quase por compulsão. Ele mora em um hotel, é fascinado pelo quarto 2046 e as mulheres que passam pelos seus dias entram em suas histórias. 

2046 – Os segredos do amor faz parte da trilogia de dramas românticos, ou melodramas, de Wong Kar Wai. Completam a série Dias selvagens (1990) e Amor à flor da pele (2000). 

2046 – Os segredos do amor (2046, China, 2004), de Wong Kar Wai. Com Tony Leung Chiu-Wai, Gong Li, Takuya Kimura.