Леонард Шелби неизменно элегантен в дорогих костюмах, его новенький «Ягуар» сверкает лаком, но ночует он в унылых дешёвых мотелях. Каждый его день подчинён одной цели — найти того, кто отнял у него жену. Он живёт с тяжёлой формой амнезии, которая стирает из памяти всё, что случилось за последние 15 минут.
Хотя прошлое до трагедии остаётся ясным, настоящее для Леонарда — это хаотичный поток мгновений, которые тут же исчезают. Он вынужден полагаться на записи, татуировки и фотографии, чтобы не утратить нить расследования. Каждый его шаг — это борьба с собственной памятью в погоне за справедливостью.