在电影《追忆迷局》中，尼克是一名经营“回忆作坊”的私家侦探，他帮助客户重拾遗忘的记忆。一天，他接受了新客户梅的委托，原本以为只是简单的寻回失物任务，但很快事情变得复杂起来。

随着调查的深入，尼克发现梅其实是被黑警和一名毒贩头目利用，目的是为了盗取一名即将去世的地产大亨情人的记忆，以消除大亨私生子的存在证据，确保大亨的儿子能独享遗产。然而，在计划执行过程中，尼克与梅之间产生了真挚的感情。

当黑警杀掉大亨的情人并试图对私生子下手时，梅选择了拯救孩子并隐藏起来。但当她去找尼克时被黑警发现，梅宁死也不透露孩子的下落，最终被黑警逼迫至死。尼克为了寻找梅的真相，利用自己的技术一步步揭开了整个阴谋，但最终只能沉浸在和梅的美好回忆中，无法释怀。