《记忆裂痕》工程师詹宁斯（本·阿弗莱克BenAffleck饰）是个高科技天才。他屡屡受聘于百般项目研究，获得丰厚酬劳，但为了高度保密，条件是完工后他必须被删掉大脑中的短期记忆。此次詹宁斯的任务报酬达到了天价，而他必须花费长达几年的时间投身于这个新产品研发。当产品完工后，令人意外的事情发生了。詹宁斯竟然没有得到承诺的报酬，取而代之的是一个信封，里面装着一封他自愿放弃酬劳的声明。詹宁斯大为惊讶，当他要查个水落石出时，却发觉麻烦惹得越来越大了。联邦调查局和公司的老板都对他穷追不舍，要把他置于死地。这一系列神秘的事件，更让詹宁斯相信，背地肯定有着不为人知的真相。居然，一场周密的阴谋随着他的追查渐渐浮出水面。