Леонард Шелби неизменно выглядит элегантно и стильно, облачаясь в дорогие костюмы и разъезжая на роскошном «Ягуаре», однако предпочитает селиться в скромных, почти убогих мотелях. Всё его существование подчинено одной цели — найти убийцу своей жены, и ради этого он готов на всё. Но его главным препятствием становится редкое заболевание — антероградная амнезия, лишающая его способности запоминать события, произошедшие за последние минуты.
Хотя память о жизни до трагедии сохранена в мельчайших деталях, каждый новый отрезок времени длиной в 15 минут безвозвратно стирается из его сознания. Это вынуждает Леонарда полагаться на записи, татуировки и фотографии, создавая причудливую систему напоминаний, которая становится его единственным проводником в поисках правды и мести.