Леонард Шелби неизменно элегантен в дорогих костюмах, его новенький «Ягуар» сверкает лаком, но ночует он в унылых, пропахших табаком номерах дешёвых мотелей. Вся его жизнь подчинена одной цели — выследить человека, отнявшего у него жену. Однако его главный враг скрывается не в тёмных переулках, а в его собственном сознании. Леонард страдает от редкого недуга — антероградной амнезии. Его память похожа на книгу, где чётко прописаны все главы до роковой ночи, но последние страницы остаются чистыми. Он помнит каждую деталь своей прошлой жизни, но не в состоянии удержать в голове события, произошедшие всего пятнадцать минут назад.
Эта трагическая особенность превращает каждый его день в изнурительный марафон. Чтобы не сбиться с пути, Леонард покрывает своё тело татуировками-напоминаниями, делает моментальные снимки поляроидом и оставляет бесчисленные записки. Каждое утро для него начинается с попытки собрать рассыпавшиеся пазлы вчерашнего дня, восстановить нить расследования заново. Он вынужден безоговорочно доверять своим записям, ведь его собственный разум постоянно его подводит, стирая недавние разговоры, встречи и даже подозреваемых. Охота за правдой становится для него борьбой не только с невидимым убийцей, но и с бездной забвения, которая поглощает его настоящее с неумолимой регулярностью.
