El guion de Christopher Nolan está basado en un relato llamado Memento mori (en latín, «Recuerda que vas a morir»), escrito por su hermano Jonathan y publicado el año siguiente, en 2001.
Entre éstas, hay escenas en blanco y negro que progresan en orden normal, pero intercaladas en la historia.
Leonard es incapaz de almacenar nuevos recuerdos, por lo que olvida lo que estaba haciendo después de unos minutos; sin embargo, posee memoria sensorial y recuerda cómo realizar acciones cotidianas.
Mantiene una conversación telefónica con un interlocutor desconocido a quien cuenta la historia de Sammy Jankis.
La señora Jankis cada vez se fue exasperando más con la conducta de su marido hasta que decidió tomar una decisión drástica, le pidió repetidas veces que le suministrara su inyección de insulina, esperando que él fuera capaz de superar su enfermedad y recordarla, y si no, básicamente recurriría al suicidio asistido.
La mujer entró en coma y murió de hipoglucemia severa y Sammy no podía entender qué le había pasado a su mujer, desesperándose cuando ésta se desmaya.
También según Teddy, él y Leonard formaron equipo para encontrar al asesino de su esposa, un hombre llamado John G. Pasa una cantidad de tiempo indeterminada y Teddy encuentra a Leonard en el motel donde está alojado.
Los dos van a un almacén abandonado en donde Leonard mata a un hombre llamado Jimmy Grants pensando que es el asesino de su esposa, para luego tomar la ropa y el coche de Jimmy.
Según el relato de Teddy, Sammy era en realidad un farsante que no tenía esposa.
Él va al bar donde ella trabaja y le habla acerca de su enfermedad.
Leonard es engañado para perseguir a Dodd; sin embargo Dodd lo encuentra primero, creyendo que Leonard tiene el dinero de Jimmy Grants, quien es a su vez el novio de Natalie.
Leonard lleva a Teddy al almacén abandonado en donde había matado a Jimmy Grants hacía pocos días, coge una pistola, le dispara y toma una fotografía de su cadáver.
William Arnold, del Seattle Post-Intelligencer, dijo sobre la película: Arnold disfrutó de cómo la película hace que el espectador esté constantemente reexaminando la situación y tratando de enlazar mentalmente las distintas secuencias.