Leonard Shelby hat bei einem Unfall sein Kurzeitgedächtnis verloren. Zwar weiß er, wer er ist, doch er kann sich keine Namen, keine Begegnungen länger als ein paar Minuten merken. Sein Leben besteht aus einem Berg Notizen, Fotos und Tätowierungen, mit denen sein Körper übersät ist. Der Film beginnt mit einem Mord, festgehalten auf einem Polaroid. Der einzige Hinweis, dass Shelby den Mord begangen hat. Ein Mann ohne Gedächtnis kann von seiner Umwelt leicht missbraucht werden. Shelby versucht aus dem Wirrwarr von Notizen und Fotos das Geschehen zu entschlüsseln. Wenn er vor dem Spiegel steht, sieht er die Tätowierung: Finde den Mörder deiner Frau. Töte ihn.

Das Multiverse Bureau of Investigation sorgt für Einklang zwischen den vielen Paralleluniversen unserer Welt. Agent Yulaw macht sich auf den Weg, alle seine Alter Egos zu töten, um deren Lebensenergie zu bekommen. Bei 123 Parallelexistenzen hat er das bereits geschafft. Nun ist nur noch der LAPD-Polizist Gabe Law übrig, dessen Leben fortan in großer Gefahr ist.Sein Häscher muss sich gleichzeitig dem Zugriff durch die beiden Multiversum-Agenten Roedecker und Funsch entziehen, die ihn in eine der Parallelwelten in eine Strafkolonie verbannen wollen. Alle Beteiligten wechseln die Parallelwelten durch Beamen: sie lösen sich auf, rasen durch kosmische Tunnels, und setzen sich "auf der anderen Seite" wieder zusammen. Alles läuft auf das Duell zwischen den zwei verbliebenen Parallelexistenzen hinaus...