ロサンジェルスで保険の調査員をしていたレナード。ある日、何者かが家に侵入し、妻がレイプされたうえ殺害されてしまう。その光景を目撃してしまったレナードはショックで前向性健忘となってしまう。彼は記憶を消さないためポラロイドにメモを書き、体にタトゥーを刻みながら犯人の手掛かりを追っていく……。 前向性健忘（発症以前の記憶はあるものの、それ以降は数分前の出来事さえ忘れてしまう症状）という記憶障害に見舞われた男が、最愛の妻を殺した犯人を追う異色サスペンス。