原来，若干时日以前，正值新婚的谢尔比夫妇遭到了一名歹徒的袭击，电影初期让我们误以为凶犯残忍地杀害了莱昂纳多的妻子，莱昂纳多自己虽然从死亡线上挣扎了回来，却因为脑部的严重损伤而得了一种奇怪的“短期记忆丧失症”，从此他只能记住几分钟前发生的事情。尽管在警方看来，这是一起每天都会发生的普通抢劫案件，但是莱昂纳多的生活却从此彻底改变了，不满于警方草草结案，莱昂纳多发誓要追查到凶手，替惨死的爱妻报仇。可是，支离破碎的记忆却令莱昂纳多举步维艰，他只能凭借一些零碎的小东西诸如纹身、宝丽来快照等才能回忆起过去的点点滴滴，而且，每当他找到一些有价值的线索时，他必须要使用一切方法立即将之记录下来，因为很可能十几分钟后，他就根本无法记得自己在什么地方、来做什么。　　调查艰难地进行着，莱昂纳多遇上一个粗俗的酒吧女招待娜塔莉娅(凯瑞·安妮·莫斯)，她似乎知道一些莱昂纳多感兴趣的事，还有一个自称是他以前好朋友的叫泰迪(乔·潘托利亚诺)的家伙，这家伙其实是真正的警察，他帮助莱昂纳多亲手杀死了那两名歹徒之一（其中一人已在案发中被莱昂纳多打死）。但其实那不是他妻子的死因，真正的死因是胰岛素过量注射，大致可参考影片中桑米的（另一个短期记忆病人，其实是他自己的缩影）情况，桑米其实是没有妻子的。莱昂纳多没有为妻子买保险，他的车是一个毒贩的，钱也是那个毒贩的，莱昂纳多其实是选择性记忆，只记忆自己想记忆的（可能是心理疾病，影响记忆），他不敢面对自己杀害妻子的现实，为了活下去他只能自欺欺人，以报仇为信念活下去，不然他的人生就没有意义了，所以影片中貌似是在被别人利用，其实莱昂纳多也是在利用别人，来给给予自己生活的意义。