Леонард Шелби, одетый с изысканной дороговизной и передвигающийся на новеньком «Ягуаре», парадоксальным образом выбирает для ночлега дешевые мотели. Всеми доступными ему силами он стремится отыскать убийцу своей жены, однако его главная проблема — редкая форма амнезии, а именно потеря короткой памяти. Хотя Леонард помнит все события вплоть до момента убийства, он совершенно не в состоянии удержать в сознании то, что произошло всего пятнадцать минут назад.
Эта особенность его состояния кардинально меняет ход расследования: каждое новое открытие или улика требуют немедленной фиксации, иначе они будут навсегда утрачены для его сознания. Леонард вынужден полагаться на систему заметок, фотографий и татуировок на собственном теле, чтобы не сбиться с пути в своем отчаянном поиске правды, который напоминает бесконечную борьбу с ускользающим временем и собственной памятью.
