Леонард Шелби неизменно элегантен в дорогих костюмах и разъезжает на роскошном «Ягуаре», однако предпочитает селиться в скромных, почти убогих мотелях. Всё его существование подчинено одной цели — найти того, кто убил его жену. Но его преследует редкое расстройство — антероградная амнезия, из-за которой он не способен формировать новые воспоминания.
Он отлично помнит всё, что происходило до трагедии, но последние 15 минут стираются из его сознания, как будто их и не было. Чтобы не потерять нить расследования, Леонард покрывает своё тело татуировками-напоминаниями и полагается на бесчисленные записки и фотографии, которые становятся его единственной связью с реальностью.