Леонард Шелби неизменно элегантен в дорогих костюмах и разъезжает на сверкающем «Ягуаре», однако ночует в унылых дешёвых мотелях. Вся его жизнь подчинена одной цели — отыскать убийцу любимой жены, чья смерть оставила в его душе незаживающую рану. Но главным препятствием становится редкое заболевание — антероградная амнезия, лишающая его способности формировать новые воспоминания.
Хотя прошлое до трагедии остаётся для Леонарда ясным и чётким, последние пятнадцать минут постоянно стираются из сознания, словно их никогда не было. Эта особенность заставляет его жить в разорванной реальности, где каждый миг приходится заново собирать пазлы правды, полагаясь на заметки, татуировки и смутные образы, мелькающие в памяти.