Леонард Шелби неизменно элегантен в дорогих костюмах и разъезжает на сверкающем «Ягуаре», однако предпочитает селиться в унылых дешёвых мотелях. Вся его жизнь подчинена одной цели — выследить человека, оборвавшего жизнь его супруги. Он методично собирает улики, делает татуировки-напоминания и следует собственной системе, чтобы не сбиться с пути.
Но его расследование осложнено редким недугом — антероградной амнезией, лишающей его кратковременной памяти. Леонард чётко помнит всё, что происходило до трагедии, однако каждые пятнадцать минут его сознание обнуляется, стирая недавние события. Это вынуждает его постоянно перепроверять реальность и полагаться на записи и фотографии, чтобы не упустить нить мести.
