Леонард Шелби выглядит человеком с достатком: элегантный костюм сидит безупречно, а в его распоряжении блестящий «Ягуар», с которым трудно не обернуться ему вслед. Но при всей внешней роскоши он зачастую выбирает для ночлега самые простые и недорогие мотели, словно избегая привычного для него уровня комфорта. Вся его жизнь сводится к одной цели — разгадать тайну смерти жены и найти виновного.
Главное препятствие на этом пути — необычная форма амнезии. Леонард хранит ясные воспоминания о прошлом до трагедии, но каждый новый момент стирается уже через четверть часа. Он живет в постоянном повторении событий, полагаясь на заметки, фотографии и собственные догадки, чтобы продолжить бесконечный поиск, в котором сам процесс становится столь же мучительным, как и сама потеря.