Леонард Шелби неизменно элегантен в дорогих костюмах и разъезжает на сверкающем «Ягуаре», но его жизнь проходит в унылых номерах бюджетных мотелей. Вся его существование подчинено одной цели — выследить человека, оборвавшего жизнь его супруги. Он методично собирает улики, делает татуировки-напоминания и следует собственной системе, чтобы не сбиться с пути.
Однако его усилиям непрестанно мешает редкое неврологическое расстройство — антероградная амнезия. Хотя память о жизни до трагедии сохранена в мельчайших деталях, каждый новый отрезок времени длиной в пятнадцать минут безвозвратно стирается. Леонард вынужден постоянно перечитывать собственные записи и фотографии, чтобы не утратить нить расследования, вновь и вновь переживая шок от осознания утраты.