Леонард Шелби выглядит безупречно и стильно, его гардероб состоит из дорогих костюмов, а по городу он передвигается на роскошном «Ягуаре». Однако его образ жизни контрастирует с внешним лоском — он предпочитает останавливаться в скромных и недорогих мотелях, словно пытаясь скрыться от самого себя. Всё его существование подчинено одной цели: отыскать того, кто лишил жизни его жену, и восстановить справедливость.
Но его поиски осложнены редким заболеванием — антероградной амнезией, из-за которой он теряет способность формировать новые воспоминания. Леонард прекрасно помнит всё, что происходило до трагедии, но каждые 15 минут его память обнуляется, оставляя его в вечном настоящем, полном боли и неопределенности.