Леонард Шелби неизменно выглядит элегантно и стильно, его гардероб состоит из дорогих костюмов, а передвигается он на роскошном новом «Ягуаре». Однако его образ жизни полон контрастов — он предпочитает останавливаться в скромных и недорогих мотелях. Вся его жизнь подчинена одной цели: найти человека, убившего его жену, и отомстить за её смерть.
Но его стремление к справедливости осложнено редким заболеванием — антероградной амнезией. Леонард сохраняет воспоминания о событиях, произошедших до трагедии, однако его кратковременная память практически не функционирует. Каждые 15 минут он теряет способность помнить, что происходило совсем недавно, что делает его поиски ещё более сложными и запутанными.