Леонард Шелди — загадочный мужчина в дорогих костюмах, разъезжающий на роскошном «Ягуаре», но предпочитающий ночевать в убогих мотелях. Его жизнь превратилась в одну-единственную цель: отомстить за жестокое убийство жены. Однако его главное оружие — острый ум — предательски подводит: из-за редкой формы амнезии память Леонарда стирается каждые 15 минут. Он помнит всю жизнь до трагедии, но не может удержать в голове события, произошедшие буквально четверть часа назад.
Чтобы не сбиться с пути, Леонард полагается на систему записок, татуировок и фотографий, которые заменяют ему память. Но в этом хаосе фактов легко запутаться, а окружающие могут оказаться не теми, за кого себя выдают. Кому можно доверять, когда ты не помнишь даже лица человека, с которым только что разговаривал? Погоня за убийцей превращается в опасную игру, где правда и ложь меняются местами с каждым новым «пробуждением».