在这部电影中，与周慕云有关系的主要女性角色，它们都体现了对失恋与记忆的不同看法：
《花样年华》中周慕云近在眼前却遥不可及的爱人苏丽珍（张曼玉饰）只在影片中出现过几次短暂的倒叙镜头，但她依然萦绕着周的记忆。
黑蜘蛛（巩俐饰）是周慕云与苏丽珍分别后在新加坡遇到的一位神秘职业女赌徒。周被她吸引是因为她让他想起了失去的爱情，后来他惊讶地发现黑蜘蛛的真名恰好也是苏丽珍。黑蜘蛛也喜欢周，但她因为曾经痛苦的记忆，她选择逃离，这在一定程度上，也反映了周的另一面。周邀请她和他一起回香港，当时她说，如果他能在一场不可能赢的抽牌中击败她，她才会同意。
露露（刘嘉玲饰）现在用艺名咪咪，她在《阿飞正传》中扮演重要角色。在那部电影中，她爱上了自恋且注定悲剧的阿飞，而在《2046》中，她试图通过沉浸在堕落中来埋葬自己的记忆。对于这个绝望的女人来说，如今已无回忆，只有现在。当她在与周相识后再遇见他时，她甚至不记得他了。她是2046房间的第一个房客，这是周的隔壁。她和周的关系在电影中只出现了很短的一段。
王靖雯（王菲饰）是周慕云房东的女儿，是2046房间的第二个（也是第四个）房客。她狂热地爱上了一个年轻的日本男人木村，但他对她的求婚遭到她父亲严厉的反对。在她后来入住2046房间期间，周与靖雯发展了柏拉图式的关系，两人合作完成了周的科幻小说创作。这种单纯的“创作关系”与《花样年华》里的周与苏丽珍遥相呼应。而且与之前一样，周在表达自己的真实感情时依旧犹豫不决。最终，他甚至促成了王靖雯和她的日本爱人结婚。
白玲（章子怡饰）是2046房间的第三位房客。在电影中，白玲是一个“风流”女子，用她媚俗的方式吸引男人。就像《花样年华》中的苏丽珍一样，她身着紧身旗袍，展现出她苗条、曲线美的身材。周慕云不禁注意到这一点，不久他就把所有的目光都转移到那个女人身上。他们一开始是“酒友”，他们相互吸引只有一个目的：上床。尽管白玲和周的关系就像一场游戏，但周不小心为她的“服务”付钱时，她感受到了侮辱。因为她深深地爱上了周，并多次表达想和他在一起。他们的关系占据了电影的大部分。不过，周轻率地拒绝了她，最终心碎的她决定终止他们的关系。
《2046》覆盖所有这些关系的非线性叙事，以及周慕云写的科幻故事，王靖雯未来版本的日本男朋友木村，此时他在火车上旅行，希望去到一个可以恢复失去的记忆的地方。在火车上，木村遇到了一个美丽的机器人，他爱上了她。木村邀请机器人和他一起离开，但由于各种假设的原因（机械磨损、情感冷漠……），她只是被动地接受了他的爱抚和求婚，却从未做出肯定的回应。木村悲伤地复述周的故事，如《花样年华》那样讲述一个人如何永远埋藏一个秘密：
“在从前，当一个人心里有个不可告人的秘密，他会跑到深山里，找一棵树，在树上挖个洞，将秘密告诉那个洞，再用泥土封起来，这个秘密就永远没人知道。”
木村也邀请了另一个机器人和他一起离开，但他再次得到的只是默许，没有得到积极的响应。在木村的例子中，问题还是在于他遇到的机器人似乎没有太多记忆。
如果我们从更广泛的层面来思考问题，我们可以说所有的人际关系都包含记忆，而记忆为未来的希望和梦想提供了基础。事实上，我们对时间本身的原始理解是基于我们根据记忆中的事件和期望构建叙事的方式。然而，重温珍贵记忆的问题在于，过去的美好经历必然包括期望和梦想，而这些期望和梦想后来要么以某种明确的方式实现，要么没有实现。不管怎样，它们都不再保留梦的魔力。即便如此，我们还是倾向于沉浸在美好的回忆中，因为它们仍然会勾起我们美好的梦。
所以我们的过去，也就是我们所有的记忆，实际上都是我们自己编造的故事。当我们想从物理上回到一个记忆时，我们真的不能回到那里，因为它在那个时刻所伴随的未来成分现在已经消失了。在《2046》中，周慕云正在努力认识到这一点。
王家卫喜欢在通过拥挤而孤独的城市环境，来增强拥挤的封闭感。而在《2046》中，这种效果勾起了周慕云对过去记忆的梦幻般的遐想，其中大部分回忆和唤起过去的孤独感，其中一些更是在很长时间内在脑海中产生共鸣。和许多没有家人的人一样，周在平安夜特别孤独，这部电影聚焦于他对20世纪60年代末连续几次平安夜的回忆，当时他特别需要女性的陪伴。1967年的平安夜，他和白玲一起度过。1968年的平安夜，他和王靖雯在一起。1969年圣诞前夜，他在新加坡寻找黑蜘蛛。他只被告知，黑蜘蛛要么死了，要么回到了她在金边的老家。
