La memoria de Leonard un investigador de una agencia de seguros esta irreversiblemente dañada debido a un golpe sufrido en la cabeza cuando intentaba evitar el asesinato de su mujer este es el ultimo hecho que recuerda del pasado. La memoria reciente la ha perdido los hechos cotidianos desaparecen de su mente en unos minutos. Asi pues para investigar y vengar el asesinato de su esposa tiene que recurrir a la ayuda de una camara instantanea y a las notas tatuadas en su cuerpo.