Леонард Шелди выглядит как успешный бизнесмен — дорогие костюмы, новенький «Ягуар», но живёт он в унылых мотелях, будто скрываясь от самого себя. Его единственная цель — найти убийцу жены, но эта охота превращается в бесконечный лабиринт. Леонард страдает от редкой амнезии: он помнит всю свою жизнь до трагедии, но каждые 15 минут его память обнуляется, стирая всё, что только что произошло.
Чтобы не сбиться с пути, Леонард полагается на заметки, татуировки и фотографии — они становятся его глазами и совестью в этом тумане. Но как доверять фактам, которые он сам же и записал? Вокруг него плетутся интриги, а каждый новый «друг» может оказаться врагом, использующим его недуг. Главная загадка — не только в том, кто убийца, но и в том, можно ли верить самому себе, когда твоя память — предатель.