Леонард Шелби производит впечатление состоятельного человека: безупречный костюм, дорогие аксессуары, сверкающий «Ягуар». Но при этом он выбирает для ночлега самые дешёвые придорожные мотели, словно нарочно избегая уюта и стабильности. Его каждый шаг подчинён одной цели — вычислить того, кто отнял у него жену.
Самая серьёзная преграда на пути — особая форма амнезии. Леонард помнит прошлое до трагедии, но все новые события стираются из его сознания через короткое время. Словно пленник собственных провалов памяти, он вынужден полагаться на заметки, фотографии и случайные подсказки, чтобы удержать нить поиска.