法医大卫（雷·利奥塔 Ray Liotta 饰）在勘验现场发现了与他妻子被害时相同的线索。大卫决定展开调查，但一直没有取得突破性进展。直到他结识了一位神经学教授玛莎（琳达·费奥伦蒂诺 Linda Fiorentino 饰），她正在研究一种特殊配方药剂，可以将老鼠的记忆力进行移植。 玛莎的研究引发了大卫的兴趣，他决定尝试将死者的记忆力注入自己体内，以了解凶案的经过，帮助找出真凶。在试验进行时，凶嫌与警方对峙时被击毙，使得大卫失去了唯一的线索。为了继续调查，他决定借用已故凶嫌的记忆，希望能够找到下一个线索。然而，在这个过程中，大卫意外地发现了一个牵扯到自身的巨大谎言。他的调查逐渐揭示了一个错综复杂的阴谋，牵涉到他自己的生活和身世。
克里斯·埃文斯 斯嘉丽·约翰逊 塞巴斯蒂安·斯坦 安东尼·麦凯 海莉·阿特维尔 艾米丽·万凯普 罗伯特·雷德福 塞缪尔·杰克逊 寇碧·史莫德斯 卡兰·马尔韦 弗兰克·格里罗 斯坦·李 托比·琼斯 珍妮·艾加特 乔治·圣皮埃尔 盖瑞·山德林 阿兰·戴尔 黄经汉 阿德托库姆布斯·麦克马克 多米尼克·瑞恩斯
小罗伯特·唐尼 克里斯·埃文斯 斯嘉丽·约翰逊 克里斯·海姆斯沃斯 杰瑞米·雷纳 马克·鲁弗洛 塞缪尔·杰克逊 汤姆·希德勒斯顿 斯特兰·斯卡斯加德 寇碧·史莫德斯 克拉克·格雷格 保罗·贝坦尼 格温妮斯·帕特洛
汤姆·赫兰德 小罗伯特·唐尼 玛丽莎·托梅 迈克尔·基顿 雅各布·巴特朗 托尼·雷沃罗利 赞达亚 乔恩·费儒 亚伯拉罕·阿塔哈 劳拉·哈里尔 迈克尔·巴尔别里 罗根·马歇尔-格林 马丁·斯塔尔 唐纳德·格洛弗 汉尼拔·布勒斯 迈克尔·曼多 博基姆·伍德拜因 肯尼斯·崔 詹妮弗·康纳利 格温妮斯·帕特洛 克里斯·埃文斯
小罗伯特·唐尼 克里斯·海姆斯沃斯 克里斯·埃文斯 马克·鲁弗洛 乔什·布洛林 佐伊·索尔达娜 本尼迪克特·康伯巴奇 克里斯·帕拉特 汤姆·赫兰德 伊丽莎白·奥尔森 保罗·贝坦尼 斯嘉丽·约翰逊 查德维克·博斯曼 塞巴斯蒂安·斯坦 唐·钱德尔 汤姆·希德勒斯顿 安东尼·麦凯 本尼迪克特·王 戴夫·巴蒂斯塔 布莱德利·库珀 范·迪塞尔 凯伦·吉兰 利蒂希娅·赖特 庞·克莱门捷夫 凯莉·库恩 汤姆-沃恩-劳勒 海登·瓦尔希 迈克尔·詹姆斯·肖 泰瑞·诺塔里 本尼西奥·德尔·托罗 彼特·丁拉基 罗斯·马昆德 丹