Leonard n'a qu'une idée en tête : traquer l'homme qui a violé et assassiné sa femme. Sa recherche du meurtrier est rendue plus difficile par le fait qu'il souffre d'une forme rare et incurable d'amnésie : il est incapable de savoir ce qu'il a fait dans le quart d'heure précédent, où il se trouve, où il va et pourquoi. Pour ne jamais perdre son objectif de vue, il a structuré sa vie à l'aide de fiches, de notes, de photos, de tatouages sur le corps.

Christopher Nolan a poussé aussi loin que possible dans son deuxième film l'un des thèmes de prédilection du roman noir : l'amnésie. Raymond Chandler aimait introduire dans ses romans un passage où son détective, Philip Marlowe, était assommé. Ce coup sur la tête signalait la déstructuration du récit, dont Le Grand Sommeil constitue l'exemple canonique. Memento pousse à l'extrême cet effilochement, puisque la narration classique du film noir à la première personne s'effectue ici sur un récit raconté à l'envers, en commençant par la fin.

Samuel Blumenfeld, Le Monde