Cierpi na amnezję następczą, co oznacza, że nie może tworzyć nowych wspomnień, a swoje postępy śledzi dzięki tatuażom i zdjęciom polaroidowym. Motywacją jego poszukiwań jest chęć odnalezienia zabójcy żony i pomszczenia jej śmierci.
Jednak film sprytnie gra z zawodnością wspomnień i percepcji Leonarda. W miarę rozwoju historii dowiadujemy się, że może on manipulować własnym śledztwem, być może nawet sam powodując śmierć Sammy'ego. Prawdziwy charakter zbrodni i rola, jaką odegrał w niej Leonard, pozostają niejasne, co potęguje niepokojący i skłaniający do refleksji charakter filmu.