Леонард Шелби выглядит элегантно и стильно, носит дорогие костюмы и разъезжает на роскошном «Ягуаре», однако предпочитает останавливаться в скромных, почти убогих мотелях. Его жизнь подчинена одной цели — найти убийцу своей жены, и ради этого он готов на всё. Но его главное препятствие — редкое заболевание, антероградная амнезия, из-за которой он теряет способность запоминать события, произошедшие за последние 15 минут.
Несмотря на то, что память о жизни до трагедии сохранилась в мельчайших деталях, каждый новый отрезок времени для него словно стирается. Это заставляет Леонарда полагаться на заметки, татуировки и фотографии, чтобы не упустить нить расследования. Его существование превращается в бесконечную борьбу с собственным разумом, где каждая минута — это вызов, а каждый шаг — попытка обмануть болезнь.