影片的開始男主角手刃了自己的殺妻仇人。看起來好像故事已經告一段落。但是事實遠非如此，故事男主角患有短期失憶症，無法記住十幾分鍾前的事情。他一直認為是一個叫做約翰·J的歹徒襲擊了他的家，殺害了他的妻子，並且重傷他，使他失去了記憶，毀了他的一生，從此他就踏上了尋找約翰·J的人生。

由於患有短期失憶症，他對自己進行了嚴格的訓練，為了防止自己記錯事情。

他不斷的寫便籤提醒自己，在自己的身上刻上紋身，不斷給自己心理暗示，幫助他識別身邊的人對他是真心還是假意。但是他的便籤被別人利用。是他錯殺了另一個人，他一直在尋找這個利用他的人。他一次次的相信，一次次的被欺騙，但是由於患有短期失憶症，他無法記住別人對他的欺騙，一直堅信著自己的便籤是正確的。無法識別身邊的人是好人還是壞人。

影片中不斷穿插，男主角以前作為保險理賠員調查一位病人是否真的失憶的故事，這個理賠人患有短期失憶症，但是男主卻認為他是假裝的。他的妻子為了試探他，拿自己的生命做賭注，最終因為過量注射胰島素而死亡。其實這個理賠員就是男主角自己。

他陷入了混亂，把自己和理賠員搞混了。其實他的殺妻仇人在幾年前已經被抓獲，他的妻子無法接受他患有失憶而試探他，最終因為過量注射胰島素死亡，他無法接受這個現實，只能選擇自我欺騙，忘記這個真實。

而一直在他身邊幫助他的警長，知道他寫便籤提醒自己記憶的習慣，利用他的短期失憶症，不斷除掉警長覺得有威脅的人。影片最後，道出緣由，男主角知道了警長利用他的短期失憶殺害不相干的人，所以給了自己新的心理暗示。把警長作為約翰·J，開始了自己下一輪的復仇迴圈。照應了開頭男主角殺掉警長，並宣稱他為妻子報仇，其實男主角只是想脫離警長的控制，開始自己新的人生。

《記憶碎片》對映電影題目把男主角的記憶分成幾個碎片，打亂了順序，電影採用非線性敘述，層層環節引人入勝，扣人心絃，男主角自己陷入了不斷尋找約翰的迴圈，一方面男主角是快樂的，因為他不記得之前發生的事情。

另一方面，男主角是悲哀的。他不斷的被人欺騙，被人利用。最終也無法實現自己的心願。影片最後男主角自我反省：我所相信的世界是真實的嗎？開始我們可能並不理解，但是如果從男主角的角度上了來思考這個問題。

可能就會容易得多，他沒有記憶，也沒有可以相信的人， 他所依靠的只是白紙黑字的便籤。他記憶裡的只有他的妻子，支撐著他活下去的信念，也是為了復仇。如果他的仇人被殺掉，他的生活也就沒有意義。所以他只能為自己不斷地尋找目標。而他殺掉警長，把警長作為目標，也反映了他自我的覺醒。影片有些燒腦，但是一部難得的佳作。