Леонард Шелби носит дорогие костюмы и разъезжает на сверкающем «Ягуаре», но его жизнь проходит в унылых номерах дешёвых мотелей. Всё его существование подчинено одной цели — найти человека, убившего его жену. Он одержим местью, и каждая минута его жизни посвящена этому поиску.
Однако его усилия осложнены редким заболеванием — антероградной амнезией. Леонард прекрасно помнит всё, что происходило до трагедии, но его память стирает события, случившиеся в последние 15 минут. Это делает его путь мучительным и полным постоянных повторений, вынуждая полагаться на заметки, татуировки и инстинкты.