Леонард Шелби неизменно выглядит элегантно и стильно, облачаясь в дорогие костюмы и разъезжая на сверкающем новом «Ягуаре». Однако его жизнь полна контрастов: вместо роскошных апартаментов он выбирает скромные, дешёвые мотели, словно пытаясь скрыться от самого себя. Всё его существование подчинено одной цели — отыскать убийцу любимой жены, и эта миссия становится для него единственным смыслом.
Но его поиски осложнены редким недугом — антероградной амнезией, лишающей его способности формировать новые воспоминания. Леонард чётко помнит всё, что происходило до трагедии, однако события, случившиеся всего 15 минут назад, бесследно стираются из его сознания. Эта особенность превращает каждый его день в борьбу с собственным разумом, где правда и вымысел переплетаются в бесконечном водовороте.