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 выбирает скромные и недорогие мотели для временного проживания. Вся его жизнь подчинена одной цели — отыскать убийцу своей жены, и ради этого он готов идти на любые жертвы, включая отказ от комфорта.
Главной преградой на его пути становится редкое заболевание — антероградная амнезия, лишающая его способности формировать новые воспоминания. Леонард прекрасно помнит всё, что происходило до трагедии, но события, случившиеся всего 15 минут назад, стираются из его памяти. Эта особенность превращает каждый его шаг в сложную головоломку, заставляя постоянно искать способы фиксировать важные детали.