如果说《假如爱有天意》是一首清新的纯爱小诗，那么《我脑中的橡皮擦》则是一曲悲壮的爱情挽歌，讲述了一个令人心碎的爱情故事。影片的主人公秀真（孙艺珍 饰）是一位家境优渥的富家女，她性格活泼开朗，对爱情充满了憧憬 。然而，她的第一段感情却以被男友抛弃而告终，这让她深受打击。

在一次便利店的偶遇中，秀真邂逅了贫穷却率真的建筑工人哲洙（郑雨盛 饰） 。当时，秀真买了可乐却忘记拿走，回来时发现可乐在哲洙手中，误以为他是小偷，便一把夺过可乐一饮而尽，还打了个响亮的汽水嗝，这一有趣的场景成为了他们缘分的开始。后来，秀真公司的展示场馆需要修理，恰好是哲洙所在的建筑公司承接了这个项目，两人再次相遇 。此后，秀真又在一次意外中遭遇飞车党，哲洙挺身而出，英雄救美，两人的感情也在这一次次的接触中逐渐升温。

随着时间的推移，秀真和哲洙陷入了热恋 。秀真不顾两人之间巨大的阶级差距，主动向哲洙求婚。尽管哲洙因为自己贫穷的出身和私生子的身份而感到自卑，一度退缩，但最终还是被秀真的真诚和勇敢所打动，答应了她的求婚 。秀真的父亲起初坚决反对这门婚事，但在看到两人真挚的感情后，最终也选择了成全。

婚后，两人过上了幸福甜蜜的生活 。哲洙为了给秀真更好的生活，努力工作，准备考取建筑师资格证，秀真则亲手为他缝制面试用的小西装，全力支持他的梦想 。然而，命运却对这对恩爱的夫妻开了一个残酷的玩笑，秀真患上了阿尔茨海默症，也就是俗称的老年痴呆症 。随着病情的逐渐加重，秀真的记忆开始一点一点地消失，她不仅忘记了自己和哲洙的恋爱经历、结婚誓言，甚至连哲洙的模样也渐渐模糊 。她常常在超市里迷路，忘记自己要买什么；在家里也会做出一些奇怪的举动，比如只给两人准备两盒米饭当作便当 。

面对这突如其来的变故，哲洙并没有选择放弃 。他用无尽的耐心和深沉的爱，陪伴着秀真度过每一天 。他在家里的每一个角落都贴满了写有提示的便签，告诉秀真他们的爱情故事、生活习惯以及如何找到回家的路 。他还为秀真制作了防走失牌，时刻担心她会走丢 。尽管秀真的病情日益严重，甚至有时会不认识哲洙，但哲洙始终坚守在她身边，不离不弃 。他带着秀真回到他们初次相遇的便利店，试图唤起她的记忆；他努力实现自己对秀真的承诺，为她建造一座梦想中的房子 。然而，秀真的病情却无法逆转，她的记忆如同被橡皮擦不断擦拭，最终完全消失 。尽管如此，哲洙依然陪伴在她身边，用爱守护着她，直到生命的尽头 。