Leonard Shelby, pahalı takım elbiseler giyen, son model bir Jaguar kullanan ancak ucuz motellerde kalan ve tüm ödemelerini nakit yapan bir adamdır. Başarılı bir iş adamı izlenimi verse de tek amacı intikamdır: karısına tecavüz edip onu öldüren katilin peşindedir.

Polis tarafından ciddiye alınmayan Leonard’ın hayatı, adalet arayışı etrafında şekillenir. Ancak Leonard’ın en büyük engeli, nadir görülen ve tedavisi olmayan bir hafıza kaybı hastalığıdır.

Olay öncesindeki her şeyi detaylarıyla hatırlayabilen Leonard, son 15 dakikada ne olduğunu, ne yaptığını veya nereye gittiğini asla bilemez. Bu durum, katili bulma çabasını neredeyse imkansız kılar.

Leonard, hafızasındaki boşlukları doldurmak için vücuduna dövmeler yaptırır, Polaroid fotoğraflar çeker ve notlar alır. Bu sisteme güvenerek kendi gerçekliğini inşa eder, ancak her an yeni bir ipucu onu farklı bir yöne sürükler.

Geçmişin gölgesinde kaybolmuş bu adam, hem kendine hem de dünyaya karşı amansız bir savaş verir.