Леонард Шелби неизменно выглядит элегантно и стильно, его гардероб состоит из дорогих костюмов, а передвигается он на роскошном новом «Ягуаре». Однако его образ жизни контрастирует с внешним лоском — он предпочитает останавливаться в скромных и недорогих мотелях. Вся его жизнь подчинена одной цели: отыскать убийцу своей жены, и ради этого он готов на всё.
Но его поиски осложнены редким заболеванием — антероградной амнезией, из-за которой он теряет способность формировать новые воспоминания. Леонард помнит всё, что происходило до трагедии, однако события, случившиеся всего 15 минут назад, стираются из его памяти. Это делает его путь полным трудностей и постоянной борьбы с самим собой.