Леонард Шелби неизменно выглядит безупречно: его гардероб состоит из дорогих костюмов, а передвигается он на роскошном новом «Ягуаре». Однако за этим шиком скрывается жизнь, полная противоречий. Он предпочитает останавливаться в скромных и дешёвых мотелях, где его никто не побеспокоит. Всё его существование подчинено одной цели — найти убийцу своей жены, и ради этого он готов на всё.
Но его главным врагом становится не кто-то извне, а его собственная память. Леонард страдает от редкой формы амнезии, которая лишает его способности запоминать события, произошедшие за последние 15 минут. Он чётко помнит всё, что случилось до трагедии, но каждый новый отрезок времени для него — чистый лист. Эта особенность превращает его поиски в изнурительную битву с самим собой.