Леонард Шелби носит элегантные костюмы и водит роскошный «Ягуар», но предпочитает скромные мотели. Он одержим поиском убийцы своей жены, и каждая деталь его жизни подчинена этой цели. Однако его усилия осложнены редким заболеванием — антероградной амнезией, из-за которой он не способен формировать новые воспоминания.
Он помнит всё, что происходило до трагедии, но события последних 15 минут стираются из его памяти. Чтобы не сбиться с пути, Леонард полагается на записи, татуировки и фотографии, создавая хрупкую систему напоминаний в мире, который постоянно ускользает от него.