Леонард Шелби неизменно элегантен в своих дорогих костюмах и разъезжает на сверкающем новом «Ягуаре», однако предпочитает селиться в скромных, почти убогих мотелях. Эта странная контрастность отражает его внутренний разлад и одержимость единственной целью — отыскать убийцу своей жены. Вся его жизнь подчинена этому стремлению, превратившись в методичный и безостановочный поиск.
Главным препятствием на его пути становится редкое неврологическое расстройство — антероградная амнезия, лишающая его способности формировать новые воспоминания. Леонард прекрасно помнит свою жизнь до трагедии, но всё, что происходит с ним сейчас, стирается из сознания примерно через пятнадцать минут. Это вынуждает его полагаться на систему заметок, татуировок и фотографий, создавая хрупкую опору в реальности, которая постоянно ускользает.