西雅圖發生一宗商店殺人案，曾被告謀殺親妻的法醫大衛前往勘驗。 無意中卻在兇案現場發現與妻子遭謀害時的相同線索，于是他決定展開調查。 然而調查工作始終毫無展獲，直到他在募款晚會中結識一位美麗的神經學教授瑪莎。 瑪莎正研究某種特殊配方藥劑，可將老鼠的記憶力進行移植。 這使得大衛突發其想，偷走藥劑并將死者的記憶力注入自己體內進行人體試驗，好一睹兇案經過，找出兇嫌破案。
就在大衛一心想幫助警方破案的同時，兇嫌卻在與警方對峙時中槍身亡。 失去唯一線索的大衛，只能借用已死兇嫌的記憶找出下一步線索。 原以為到此即將結束的兇案及往日冤屈，卻在大衛親身體驗已死兇嫌的記憶過程中全面翻轉。 他發現了攸關自身的天大謊言…
