Леонард Шелби неизменно элегантен в дорогих костюмах и разъезжает на сверкающем «Ягуаре», однако предпочитает селиться в унылых дешёвых мотелях. Вся его жизнь подчинена единственной цели — отыскать убийцу жены, оборвавшей жизнь в трагическом инциденте. Но путь к правде осложнён редким недугом: амнезией, лишающей его кратковременной памяти.
Хотя воспоминания обо всём, что случилось до гибели супруги, сохранены в деталях, Леонард не способен удержать в сознании события последних пятнадцати минут. Эта особенность превращает каждый его день в напряжённую битву с самим собой, где заметки, татуировки и фотографии становятся единственными проводниками в лабиринте прошлого.