Леонард Шелби неизменно элегантен в дорогих костюмах, разъезжает на сверкающем «Ягуаре», однако предпочитает селиться в унылых дешёвых мотелях. Вся его жизнь подчинена единственной цели — отыскать убийцу любимой жены, чья смерть оставила в его душе незаживающую рану. Он движим яростным желанием восстановить справедливость, даже если для этого придётся пожертвовать всем.
Но его стремлениям противостоит редкая форма амнезии, лишающая его кратковременной памяти. Леонард чётко помнит всё, что происходило до трагедии, однако каждые пятнадцать минут его сознание обнуляется, стирая недавние события. Эта особенность превращает поиски в изнурительную борьбу с самим собой, где каждый шаг приходится заново открывать и фиксировать.