Леонард Шелби неизменно элегантен в дорогих костюмах и разъезжает на сверкающем "Ягуаре", однако ночует в скромных и невзрачных мотелях. Вся его жизнь подчинена единственной цели — отыскать человека, оборвавшего жизнь его супруги. Он методично собирает улики, ведет записи и делает татуировки, пытаясь закрепить каждую крупицу информации.
Но его расследование осложнено редким недугом — антероградной амнезией, лишающей его способности формировать новые воспоминания. Леонард прекрасно помнит всё, что происходило до трагедии, однако последние 15 минут постоянно стираются из его сознания. Эта особенность превращает каждый его день в борьбу с собственной памятью и поиск опор в хаосе забытья.
