Леонард Шелби неизменно элегантен в дорогих костюмах, разъезжает на сверкающем «Ягуаре», но предпочитает ночевать в скромных, почти убогих мотелях. Всё его существование подчинено одной цели — найти того, кто отнял у него жену. Однако его расследование осложнено редким недугом: антероградной амнезией, из-за которой он не способен удерживать в памяти события, произошедшие позже трагедии.
Хотя прошлое до рокового дня сохранилось в мельчайших деталях, последние пятнадцать минут стираются без следа. Чтобы не сбиться с пути, Леонард покрывает тело татуировками-напоминаниями и полагается на фотографии с пометками. Каждый его шаг — это борьба с хрупкостью собственного сознания и отчаянная попытка восстановить справедливость.