年輕郵差（佐藤健 飾），某天騎車時突然一陣頭暈目眩，跌倒，到醫院檢查時，除了幾處擦傷外，發現腦中長了腫瘤，醫師判斷是惡性的，而且無法做手術，年輕的生命只剩下三個月左右，他感到恐慌無比，先是在醫師面前哇哇叫，但更多的是不真實感，回到家，陪伴在身旁是他養的一隻小貓高麗菜。
惶惶然之際，突然發現家裡出現一個和他長得一模一樣的男子自稱惡魔。惡魔告訴他，只要世界上有一樣東西消失，他的壽命，就能再多延長一天。
消失的物品要由惡魔指定，第一樣消失的是「電話」。如今人手一支智慧型手機，當電話消失後，他與前女友（宮崎葵 飾）的連結點也消失了，因為他們的緣分，來自於女孩打錯了電話，當時女孩聽著男孩家電視聲音，猜出他正在看的電影，對電影的喜好讓兩人開始交往。電話一旦消失，代表他和前女友的共同記憶也消失，兩人雖然分手，彼此仍有掛念，現在真是形同陌路。
接下來，消失的是他最愛的「電影」。對他而言，電影不只是娛樂，而是他和在大學時認識的影癡好友達也（（濱田岳 飾）重要友情連結。依惡魔定律，兩人的友情也會隨電影消失吧，他來到了出租店，拜託達也推薦生命最後一天必看的電影，這個決定無法做到，太難了。電影消失，達也和他之間的感情與默契也隨著電影一起煙消雲散。
接下來，惡魔要求讓時鐘消失，這樣的話他父親所經營的鐘錶行，自然也會不存在，他與父親（奧田英二 飾），過世母親（原田美枝子 飾）之間的回憶，自然也跟著消失無痕跡。接著惡魔說，再讓貓消失吧。
如果這個世界貓消失了，那麼陪伴著他一起長大，如今已經和母親在天國的卷心菜的記憶，一直陪在他身邊的高麗菜，是父親費盡千辛萬苦才找到同樣毛色的小貓，送給病中母親安撫她心緒的珍貴記憶也都將一併被抹除。
直到那一聲微弱卻沈穩的「喵」，才讓佐藤健如大夢初醒，原來惡魔是他幻想出來宣洩生病的情緒。
前女友已離開他，與好友的關係又不是那種能坦白說出心裡話，自從母親過世後就無法再見到父親的糾結，讓他覺得自己必須且只能獨自面對痛苦，每一項物品消失，都是佐藤健人生的關鍵元素，人際生活的情感寄託，有愛情，有友情，這些情感交織在日常生活當中，日復一日，習以為常人們就會忘記這些情感的存在，一旦需要情感倚靠，就會想起這些重要的人事物。
高麗菜的陪伴，是他生命最重最熱的溫度，如果貓消失了，他和母親最親密的連結也會消除。沒有了這些，他的人生將是一片空白，就算多活幾天也毫無意義。
就像佐藤健在電影開場的獨白：「如果這世界上我消失了，有誰會感到悲傷嗎？」
當電話和電影都消失的時候，他才發現原來前女友，好友一直都在。因此，當我們再回過頭來想到電影的生命依舊在倒數計時，世事無常，生活如此無奈，要循著前女友對著瀑布大喊的那句「好好活著」，是多麼困難。
但他已經重新體認了記憶的厚度與重量。
《如果這世界貓消失了》電影的結尾故事依舊是憂傷的，卻多放了一些閃耀的光芒，有許多美好記憶陪伴，死亡，或許就不會那麼可怕吧。
