Леонард Шелби неизменно элегантен в дорогих костюмах и разъезжает на сверкающем «Ягуаре», однако его пристанищем становятся унылые дешёвые мотели. Вся его жизнь подчинена одной цели — найти человека, оборвавшего жизнь его супруги. Но эта охота осложнена уникальным недугом: редкой формой амнезии, лишающей его кратковременной памяти.
Хотя Леонард чётко помнит всё, что происходило до трагедии, он полностью теряет нить событий каждые пятнадцать минут. Это вынуждает его полагаться на заметки, татуировки и фотографии, чтобы не упустить ключевые детали в расследовании. Постоянная борьба с собственной памятью превращает каждый его шаг в напряжённое испытание, где прошлое становится единственным ориентиром в хаотичном настоящем.