Леонард Шелби носит дорогие костюмы и разъезжает на новом "Ягуаре", однако предпочитает селиться в скромных мотелях. Он одержим поисками убийцы своей жены, прикладывая все усилия для достижения цели. Мужчина страдает от редкого типа амнезии, из-за чего не способен запоминать события, произошедшие в последние четверть часа.
При этом все воспоминания до трагического инцидента остаются нетронутыми. Его прошлое ясно и отчётливо, а вот настоящее превратилось в череду разрозненных моментов, которые тут же стираются. Это осложняет расследование, заставляя Леонарда постоянно фиксировать ключевые детали.