Леонард Шелби неизменно элегантен в дорогих костюмах и разъезжает на сверкающем «Ягуаре», но ночует в унылых дешёвых мотелях. Вся его жизнь подчинена одной цели — отыскать убийцу любимой жены. Однако путь к правде осложнён редким недугом: он чётко помнит всё, что случилось до трагедии, но не способен удержать в памяти события последних пятнадцати минут.
Эта амнезия превращает каждый день в хаос — знакомые лица кажутся чужими, а только что полученные улики бесследно исчезают из сознания. Чтобы не сбиться с пути, Леонард покрывает тело татуировками-напоминаниями и полагается на отрывочные записи. Но можно ли доверять собственным заметкам, если не помнишь, кто и когда их оставил?