Đây là câu chuyện về một người đàn ông có bộ nhớ bị tổn thương cứ theo đuổi một tên giết người mà anh cũng không biết chắc hắn là ai. Anh nhớ rất rõ mọi chi tiết của mọi sự kiện diễn ra trước lúc anh bị chấn thương. Nhưng kể từ cái đêm định mệnh đó, anh không tài nào nhớ được những người anh gặp hay những điều anh làm. Ai là bạn? Ai là thù? Sự thật ở đâu? Đó là những câu hỏi mà anh cố tìm lời giải đáp. Nhưng dường như càng cố tìm hiểu, anh càng lạc lối trong một mê cung đầy bất trắc và bất ngờ.
Câu chuyện trắng- đen kể lại việc Leonard ở trong một căn phòng khách sạn giải thích hoàn cảnh của mình cho một người qua điện thoại và kể về Sammy Jankis - một người đàn ông bị mất trí nhớ ngắn hạn - đang thuộc diện nghi vấn gian lận để nhận bảo hiểm. Sau khi kiểm tra, trường hợp của Sammy được xác định là giả mạo. Tuy nhiên, ông ta lại không hề lừa đảo và căn bệnh đó khiến đôi vợ chồng Jankis cùng đường vì mất sức lao động chính của gia đình. Vợ ông ta nghĩ quẫn nên tự sát bằng cách dụ ông tiêm Isulin quá liều cho mình (Sammy không bao giờ nhớ đã tiêm cho vợ mình hay chưa). Bà vợ qua đời, Sammy vào việm tâm thần. Sau đó, Leonard ra ngoài gặp Teddy, giết một tên mà anh cho là John G trước khi Teddy đuổi kịp...
