Etter at kona hans har blitt voldtatt og drept prøver Leonard å finne en mening med livet igjen. Men han lider av alvorlige problemer med hukommelsen. For å komme seg gjennom dagen må Leonard benytte notater og polaroidbilder. Og det er en tanke han ikke klarer å slippe. Tanken om at morderen er der ute et sted.