Леонард Шелби неизменно элегантен в дорогих костюмах и разъезжает на сверкающем «Ягуаре», но его пристанищем становятся унылые дешёвые мотели. Вся его жизнь подчинена одной цели — найти того, кто отнял у него жену. Он движется вперёд с фанатичной настойчивостью, несмотря на призрачность надежды.
Однако его расследование осложнено редким недугом — антероградной амнезией, лишающей его кратковременной памяти. Леонард чётко помнит всё, что происходило до трагедии, но события последних пятнадцати минут стираются без следа. Эта особенность превращает каждый его шаг в изнурительную борьбу с собственным сознанием.