Леонард Шелби носит безупречные костюмы, водит роскошный «Ягуар», но предпочитает селиться в скромных и недорогих мотелях. Он одержим поиском убийцы своей жены, и каждая деталь его жизни подчинена этой цели. Однако его главным препятствием становится редкая форма амнезии, лишающая его способности запоминать события, произошедшие в последние 15 минут.
Несмотря на то, что память о жизни до трагедии сохранилась в мельчайших подробностях, Леонард вынужден постоянно фиксировать ключевые моменты с помощью записок, татуировок и фотографий. Это единственный способ не упустить нить в расследовании и продолжать движение к заветной цели, даже если прошлое постоянно ускользает от него.