Леонард Шелби носит элегантные костюмы и водит роскошный «Ягуар», однако предпочитает селиться в скромных и недорогих мотелях. Он одержим поиском человека, убившего его жену, и тратит все силы и ресурсы на это расследование. Его главное препятствие — редкое заболевание, антероградная амнезия, из-за которой он не способен запоминать события, произошедшие позже трагедии.
Хотя воспоминания о жизни до гибели супруги остаются ясными и четкими, Леонард полностью теряет доступ к новой информации уже через 15 минут. Это вынуждает его полагаться на заметки, татуировки и фотографии, чтобы не упустить нить мести и продолжать движение к своей цели, несмотря на постоянную потерю ориентации во времени.