Леонард Шелби неизменно элегантен в дорогих костюмах, его новенький "Ягуар" сверкает на солнце, но ночует он в унылых дешевых мотелях. Вся его жизнь подчинена одной цели — найти убийцу любимой жены. Однако эта охота осложнена редким неврологическим расстройством: он помнит все события до той роковой ночи, но не способен удерживать новые воспоминания дольше пятнадцати минут.
Каждое утро для Леонарда начинается с чистого листа, хотя его тело покрыто татуировками-напоминаниями, а карманы полны записок и фотографий. Он вынужден доверять лишь этим хрупким свидетельствам, постоянно сталкиваясь с мучительным осознанием, что любой сделанный вывод может в любой момент исчезнуть из его сознания. Эта изнурительная борьба с собственной памятью превращает каждый день в запутанный квест, где правда и вымысел переплетаются в бесконечном цикле.