Σε μια απεγνωσμένη προσπάθεια να αποτρέψει το βιασμό και δολοφονία της συζύγου του, ο Λέοναρντ, ασφαλιστικός πραγματογνώμονας στο επάγγελμα, δέχεται χτύπημα στο κεφάλι με αποτέλεσμα να πάθει μόνιμη βλάβη η βραχυπρόθεσμη μνήμη του. Το τελευταίο γεγονός που θυμάται από την μακροπρόθεσμη μνήμη του είναι η δολοφονία της γυναίκας του. Παρόλο που είναι ανίκανος πια να συγκρατήσει οποιαδήποτε καινούρια πληροφορία για παραπάνω από δεκαπέντε λεπτά, ο Λέοναρντ αποφασίζει να ανακαλύψει τον άνθρωπο που του κατέστρεψε τη ζωή και να πάρει την εκδίκησή του. Για να το επιτύχει αυτό, βασίζεται στις αναρίθμητες προσωπικές σημειώσεις που κρατά, στις φωτογραφίες που τραβά ενώ παράλληλα έχει καλυμμένο το σώμα του με τατουάζ που του παρέχουν τις πληροφορίες που θεωρεί πλέον σημαντικές για την εξέλιξη της υπόθεσής του. Στην πορεία του προς τη… λύτρωση, ο Λέοναρντ θα γνωρίσει τη Νάταλι, μια γοητευτική αλλά αινιγματική μπαργούμαν και τον Τέντι, που ισχυρίζεται πως είναι φίλος του όμως ο Λέοναρντ διαισθάνεται πως δεν μπορεί να τον εμπιστευθε.

• Γκαυ ΠηρςGuy Pearce
• Καρι Ανν ΜοςCarrie-Anne Moss
• Τζο ΠαντολιανοJoe Pantoliano
• Μαρκ ΜπουνMark Boone Junior
• Τζωρτζα ΦοξJorja Fox
• Στηβεν ΤομπολοσκιStephen Tobolowsky
• Τομας ΛενονThomas Lennon
• Καλουμ Κηθ ΡενιCallum Keith Rennie
• Λαρι ΧολντενLarry Holden
• Μαριαν ΜελερλειλMarianne Muellerleile
• Ρους ΦεγκαRuss Fega
• Κιμπερλι ΚαμπελKimberly Campbell