Začne to fotografií a vzkazem na ní: "Zab ho!" A od té chvíle se odvíjí tajemný a drsný příběh Leonarda. Jeho žena byla napadena, zavražděna a on si skoro nic nepamatuje. Jeho krátkodobá paměť je pryč. Leonard se ale musí pomstít. Okamžitě jde po vrahovi. Aby nějak kompenzoval výpadky paměti, všechno si fotí, cvaká spouští na svém Polaroidu jako blázen a podstatná fakta si nechává tetovat na tělo. Story je vyprávěna zvláštním způsobem. Každá důležitá filmová scéna končí tam, kde předchozí začala, a tak musíme být pozorní, abychom ten zvláštní propletenec dějů a potkávajících se postav dobře vnímali. K hlavnímu hrdinovi se přidávají další - ukecaný Teddy a barmanka Natalie. Všichni jsou s vraždou nějak propojeni. Ale pořád se nám do mysli vnucuje klíčová otázka: Je skutečně vrahem John G, jehož jméno má Leonard vytetováno na prsou?
