Леонард Шелби — загадочный мужчина, чей стиль и статус контрастируют с его текущими обстоятельствами. Он изысканно одет, предпочитая дорогие марки, и его жизнь выглядит успешной благодаря блестящему «Ягуару», который выделяется на фоне серых мотелей, в которых он останавливается. Но под этим внешним лоском скрывается глубокая травма: Леонард бесконечно одержим поисками убийцы своей жены. Каждый его день состоит из усилий вернуть справедливость, но, несмотря на все свое стремление, он сталкивается с непреодолимой преградой — редкой формой амнезии, которая лишает его возможности запомнить события, происходящие в мгновении.
Его память работает лишь в отношении далеких воспоминаний, запечатленных до рокового события, в то время как каждое новое мгновение ускользает от него, оставляя только размытые образы и недоумение. Каждые 15 минут он словно начинает жизнь заново, переписывая свои заметки и питаемый настойчивым желанием восстановить справедливость. Но как можно распутать клубок тьмы, когда сам стал жертвой своей памяти? Леонард бродит по лабиринту, где каждый шаг — это новая потеря, а каждый момент — шанс упустить след, который может привести к правде.