Леонард Шелби носит дорогие костюмы и разъезжает на сверкающем «Ягуаре», но его жизнь сосредоточена в убогих номерах дешёвых мотелей. Он одержим одной целью — найти человека, убившего его жену. Каждый его шаг подчинён этой миссии, а внешний лоск лишь маскирует внутреннюю опустошённость.
Однако его поиски осложнены редким недугом — антероградной амнезией, лишающей его кратковременной памяти. Леонард чётко помнит всё, что происходило до трагедии, но не способен удержать в сознании события последних пятнадцати минут. Эта особенность превращает его расследование в изнурительную борьбу с собственным разумом.