Леонард Шелби производит впечатление состоятельного человека: элегантный костюм, дорогие часы, новый «Ягуар» подчёркивают его безупречный вкус. Но, вопреки внешнему облику, ночевать он предпочитает в неприметных дешёвых мотелях, словно прячась от чужого внимания. Всё его существование подчинено одной цели — найти убийцу собственной жены, и это стремление определяет каждый его шаг.
Его трагедия заключена в особенностях памяти: редкая форма амнезии стирает всё, что происходит с ним спустя несколько минут. Леонард отчётливо помнит каждый миг своей прошлой жизни до трагедии, но любое новое событие быстро исчезает, будто растворяясь в пустоте. Эта болезнь превращает поиск в мучительное испытание, где приходится полагаться на заметки, фотографии и случайное доверие к людям вокруг.