Леонард Шелби неизменно выглядит элегантно и стильно, облачаясь в дорогие костюмы и разъезжая на сверкающем новом «Ягуаре». Однако его образ жизни полон контрастов — он предпочитает селиться в скромных, невзрачных мотелях, словно пытаясь скрыться от самого себя. Вся его жизнь подчинена одной цели: отыскать человека, оборвавшего жизнь его супруги, и восстановить справедливость, которую он не в силах удержать в памяти.
Главным препятствием на этом пути становится редкое заболевание — антероградная амнезия, лишающая его способности формировать новые воспоминания. Леонард чётко помнит всё, что происходило до трагедии, но любой отрезок времени длиннее 15 минут стирается из его сознания безвозвратно. Это заставляет его постоянно начинать всё с чистого листа, полагаясь лишь на заметки, татуировки и смутные обрывки мыслей.