Леонард Шелди выглядит как успешный джентльмен — дорогие костюмы, новенький «Ягуар», но живёт он в унылых мотелях, будто в бесконечном побеге. Его единственная цель — найти того, кто убил его жену. Но как поймать убийцу, если твоя собственная память — предатель? Из-за редкой травмы Леонард помнит всё, что было до того рокового вечера, но совершенно не способен удержать в голове события последних пятнадцати минут. Каждый день для него начинается с чистого листа, а правду о прошлом он собирает по крупицам, полагаясь на записи, татуировки и сомнительных «помощников».
Чтобы не потерять нить мести, Леонард создаёт собственную систему: фотографии, заметки на полях, ключевые факты, наколотые на теле. Но в этом хаосе выцветших снимков и обрывочных фраз легко запутаться — а ещё легче стать орудием в чужих руках. Кому можно верить, если ты не помнишь даже вчерашнего разговора? Каждая новая «подсказка» может вести как к убийце, так и в ловушку, а граница между правдой и навязанной ложью стирается с каждым потерянным четвертьчасовым отрезком памяти.