Marcus (Vincent Cassel) e Alex (Monica Bellucci) são um casal feliz, na cama e fora dela. Mas uma noite vai mudar tudo isso. Depois de uma festa, à qual Alex vai com um vestido especialmente revelador, ela é brutalmente estuprada e espancada por um sujeito chamado Le Tenia. A partir daí, Marcus e seu melhor amigo, Pierre (Albert Dupontel) - que é ex-namorado de Alex -, começarão a procurar o estuprador, para fazer justiça com as próprias mãos.

Irreversível é contado de trás para a frente, como Amnésia. Mas, ao contrário do filme de Christopher Nolan, este longa chamou atenção menos pela história e mais pelas cenas chocantes, abrindo com um espancamento e mostrando a cena do estupro (que dura nove minutos) sem pudor. Nesse sentido, o diretor Gaspar Noé segue a linha de Michael Haneke no chocante A Professora de Piano, outro filme que causou polêmica e incomodou até mesmo os estômagos mais sensíveis.