Леонард Шелби неизменно элегантен в дорогих костюмах и разъезжает на сверкающем «Ягуаре», однако предпочитает селиться в унылых дешёвых мотелях. Вся его жизнь подчинена единственной цели — выследить человека, отнявшего у него жену. Он методично собирает улики, делает татуировки-напоминания и следует собственной системе записей, пытаясь обмануть собственную природу.
Но его главный враг скрывается внутри — редкая форма амнезии лишила его кратковременной памяти. Леонард чётко помнит всё, что происходило до трагедии, однако каждые 15 минут его сознание очищается, как чистый лист. Эта особенность превращает каждый его день в изнурительную битву с самим собой, где враг — собственное забвение.