Леонард Шелби носит дорогие костюмы и разъезжает на роскошном «Ягуаре», однако предпочитает останавливаться в скромных и невзрачных мотелях. Вся его жизнь подчинена одной цели — найти убийцу своей жены, и он не жалеет ресурсов, чтобы приблизиться к разгадке. Но его главное препятствие — редкая форма амнезии, лишающая его способности запоминать события, произошедшие в последние 15 минут.
Хотя память о жизни до трагедии сохраняется в мельчайших деталях, настоящее для Леонарда превращается в череду разрозненных моментов, которые он пытается зафиксировать с помощью записок и татуировок. Каждый его шаг — это борьба с собственным сознанием, попытка удержать хрупкую нить реальности, чтобы довести начатое до конца.