Леонард Шелби неизменно выглядит элегантно и стильно, его гардероб состоит из дорогих костюмов, а передвигается он на роскошном новом «Ягуаре». Однако его образ жизни контрастирует с внешним лоском — он выбирает скромные и недорогие мотели для проживания. Всё его существование подчинено одной цели: отыскать человека, виновного в смерти его жены, и добиться справедливости.
Главным препятствием на этом пути становится редкое заболевание — антероградная амнезия, лишающая его способности формировать новые воспоминания. Леонард чётко помнит всё, что происходило до трагедии, но каждые 15 минут его память обнуляется, стирая недавние события. Эта особенность превращает его поиски в изнурительную борьбу с самим собой, где каждая улика и каждый шаг могут быть утрачены в мгновение ока.