Леонард Шелби неизменно элегантен в дорогих костюмах и разъезжает на сверкающем «Ягуаре», однако его пристанищем становятся унылые дешёвые мотели. Вся его жизнь подчинена единственной цели — выследить человека, оборвавшего жизнь его супруги. Но путь к правде осложнён жестоким недугом: редкой формой амнезии, лишающей его кратковременной памяти.
Он чётко помнит всё, что происходило до трагедии, но последние пятнадцать минут для него — пустота. Каждое утро Леонард просыпается, не зная, где находится и что делал накануне. Ему приходится полагаться на записи, татуировки и фотографии, чтобы не сбиться с пути и продолжить свою миссию, будто бы начав её с чистого листа.