Леонард Шелби носит дорогие костюмы и разъезжает на свежем "Ягуаре", однако предпочитает селиться в скромных мотелях. Он одержим поисками убийцы своей жены, но сталкивается с серьёзным препятствием. Из-за редкого типа амнезии мужчина не способен запоминать события, произошедшие всего 15 минут назад.
Хотя воспоминания о жизни до трагедии остаются нетронутыми, настоящее для него расплывчато и неуловимо. Каждый день превращается в борьбу с собственной памятью, где каждая минута на вес золота. Леонард вынужден полагаться на заметки и татуировки, чтобы не сбиться с пути в своём стремлении к справедливости.