Леонард Шелби носит дорогие костюмы и разъезжает на роскошном «Ягуаре», однако предпочитает селиться в самых скромных мотелях. Он одержим поисками убийцы своей жены, но сталкивается с серьёзным препятствием. У него редкий тип амнезии, из-за которого он не может запомнить события, произошедшие всего 15 минут назад.
При этом все воспоминания до трагедии остаются нетронутыми. Эта особенность заставляет его постоянно делать заметки и полагаться на подсказки, чтобы не упустить нить расследования. Его жизнь превратилась в череду мгновений, каждое из которых может стать ключом к разгадке.