Леонард Шелби неизменно элегантен в дорогих костюмах и разъезжает на сверкающем «Ягуаре», но ночует в унылых дешёвых мотелях. Вся его жизнь подчинена одной цели — отыскать убийцу любимой жены. Однако путь к правде для него усыпан не только уликами, но и непреодолимыми провалами в памяти.
Он страдает от редкой формы амнезии, лишившей его способности помнить что-либо дольше пятнадцати минут. Хотя события до рокового дня запечатлелись в сознании навсегда, каждый новый отрезок времени бесследно стирается, заставляя Леонарда вновь и вновь собирать пазл ускользающей реальности.