Леонард Шелби неизменно выглядит элегантно и стильно, его гардероб состоит из дорогих костюмов, а перемещается он на роскошном новом «Ягуаре». Однако его образ жизни полон контрастов — он предпочитает останавливаться в скромных и недорогих мотелях, словно пытаясь скрыться от самого себя. Вся его жизнь подчинена одной цели: отыскать убийцу своей жены, и эта миссия становится для него единственным смыслом существования.
Но его поиски осложнены редким заболеванием — антероградной амнезией, из-за которой он теряет способность формировать новые воспоминания. Леонард прекрасно помнит всё, что происходило до трагической гибели супруги, однако события, случившиеся всего 15 минут назад, бесследно стираются из его памяти. Эта особенность превращает каждый его шаг в сложную головоломку, заставляя полагаться на заметки, татуировки и интуицию.