記憶裂痕說的是：邁克爾·詹寧斯(本·阿弗萊克飾)是一個極具天賦的電子工程師，受僱於一家專門進行研究機密工作的高科技公司。他接受了一份協議，在研究工作完成之後，他將獲得八位數的高額酬金，代價是刪除工作期間的記憶，以防止資料外洩。當邁克爾消除記憶之後，他得到的卻不是事先協商好的高額美元，而是一個裝有香菸、剃鬚膏和手錶等日常雜物的普通公文紙袋。該公司同時通知邁克爾，是他主動放棄了幾千萬美元的酬勞。在完全喪失了三年的記憶之後，邁克爾已經失去了證明是否是自己放棄了這筆錢的能力。但是事情不光是錢那麼簡單，聯邦警探因為莫名的原因前來抓捕他，而他昔日的老闆也派出殺手不惜一切代價地追殺他。邁克爾漸漸意識到在自己身上肯定發生了不同尋常的事情。真相淹沒在邁克爾為數不多的瑣碎記憶之中，多虧有和他共同生活多年的愛人雷切爾(烏瑪·瑟曼飾)的鼎力相助。兩人攜手合作，趕在前僱主雷吉米(埃仁·艾克哈特飾)派人殺害他之前解開了這段記憶裂痕之謎。