Леонард Шелби носит дорогие костюмы и разъезжает на сверкающем «Ягуаре», но его жизнь проходит в унылых номерах дешёвых мотелей. Всё его существование подчинено одной цели — найти человека, убившего его жену. Однако эта охота осложнена редким неврологическим расстройством: Шелби страдает от антероградной амнезии, которая лишает его способности формировать новые воспоминания.
Хотя он прекрасно помнит все события, произошедшие до трагедии, его сознание постоянно обнуляется. Каждые 15 минут реальность для него начинается заново, заставляя снова и снова переживать шок от осознания потери. Чтобы не сбиться с пути, Леонард покрывает своё тело татуировками-напоминаниями и полагается на фотографии с пометками — хрупкие островки памяти в бушующем море забвения.