當記憶支離破碎後，你該怎樣面對生活？本片的主人公就遭遇了這樣的事情。
萊納•謝爾比（蓋伊•皮爾斯 飾）在家遭到歹徒的襲擊，妻子被殘忍的奸殺，自己腦部也受到嚴重的傷害。
醒來後，他發現自己患了罕見的“短期記憶喪失癥”，他只能記住十幾分鐘前發生的事情，為了讓生活繼續下去，更為了替慘死的妻子報仇，他憑借紋身、紙條、寶麗來快照等零碎的小東西，保存記憶，收集線索，展開了艱難的調查。
調查中，萊納遇上粗俗的酒吧女招待娜塔莉婭(凱瑞•安妮•莫斯 飾)，她似乎知道一些萊昂納多感興趣的事；還有泰迪(喬•潘托利亞諾 飾)，自稱是他以前好朋友，但看上去鬼鬼祟祟的，不懷好意。到底誰能相信？娜塔莉婭？泰迪？還是他自己？
抽絲剝繭之後，真相呼之欲出，簡單之至卻又殘酷無比，而萊納是否有面對這一切的勇氣？