Леонард Шелби производит впечатление состоятельного человека: стильный костюм, дорогие часы, блестящий «Ягуар». Но после долгой дороги он выбирает не фешенебельные отели, а неприметные мотели на обочине, словно избегая излишней роскоши. Внешний лоск резко контрастирует с его жизнью, полностью подчинённой одной цели — разгадать тайну гибели женщины, которую он любил.
Его главный враг скрыт не вовне, а внутри — болезненное расстройство памяти. Леонард способен с предельной ясностью вспоминать события прошлого, всё, что происходило до трагической ночи, но новое знание ускользает, растворяется уже через несколько минут. Каждая попытка разобраться превращается для него в мучительный поиск улик среди обрывков и заметок, которые становятся заменой памяти.