Леонард Шелби носит дорогие костюмы и разъезжает на шикарном "Ягуаре", однако предпочитает селиться в скромных мотелях. Он одержим поиском человека, убившего его жену. Его главная трудность — особая форма амнезии, из-за которой он не способен запоминать новые события дольше чем на четверть часа.
Хотя воспоминания о жизни до трагедии сохранены, каждый следующий отрезок времени становится для него чистым листом. Эта особенность превращает расследование в настоящую пытку, заставляя Леонарда постоянно перепроверять факты и доверять лишь собственным записям.