Леонард Шелби неизменно выглядит элегантно и стильно, его гардероб состоит из дорогих костюмов, а передвигается он на сверкающем новом «Ягуаре». Однако его жизнь полна контрастов — он предпочитает останавливаться в скромных и дешёвых мотелях, словно пытаясь скрыться от самого себя. Всё его существование подчинено одной цели: отыскать человека, убившего его жену, и восстановить справедливость, которую у него отняли.
Но его поиски осложнены редким заболеванием — антероградной амнезией, из-за которой он теряет способность формировать новые воспоминания. Леонард чётко помнит всё, что происходило до трагедии, однако события, случившиеся всего 15 минут назад, стираются из его сознания. Эта особенность заставляет его постоянно полагаться на заметки, татуировки и фотографии, превращая жизнь в бесконечную борьбу с собственным разумом.