Nola se fait soigner pour de graves troubles mentaux via une technique révolutionnaire. Cette technique a cependant des effets secondaires désastreux. Lorsque l’ex-mari de Nola découvre des blessures sur le corps de leur fille, il soupçonne sa femme.
Leonard n'a qu'une idée en tête : traquer l'homme qui a assassiné sa femme. Mais Leonard souffre d'une forme rare d'amnésie qui complique sa recherche...