Леонард Шелби неизменно элегантен в дорогих костюмах и разъезжает на сверкающем "Ягуаре", но ночует в унылых дешёвых мотелях. Он одержим поисками убийцы своей жены, отдавая этому все силы и ресурсы. Однако его расследование осложняется редким неврологическим расстройством — антероградной амнезией, полностью лишающей его способности формировать новые воспоминания.
Хотя события до трагедии сохранены в его памяти в мельчайших деталях, каждый новый отрезок времени длиной в 15 минут безвозвратно стирается. Эта особенность заставляет Леонарда постоянно переживать шок от осознания произошедшего, будто впервые узнавая о потере любимой. Он вынужден полагаться на систему записок, татуировок и фотографий, пытаясь восстановить ход расследования снова и снова.
