Леонард Шелби неизменно выглядит элегантно и дорого, облачаясь в безупречные костюмы и разъезжая на сверкающем новом «Ягуаре». Однако его жизнь полна контрастов — он предпочитает останавливаться в скромных, дешёвых мотелях, словно пытаясь скрыться от самого себя. Вся его энергия направлена на одну цель: отыскать убийцу своей жены, что стало смыслом его существования.
Но его поиски осложнены редким недугом — тяжёлой формой амнезии, лишающей его кратковременной памяти. Леонард чётко помнит всё, что происходило до трагедии, однако события последних 15 минут бесследно стираются из его сознания. Эта особенность превращает каждый его шаг в сложную головоломку, заставляя постоянно переписывать собственную реальность.