Voormalig Syracuse, New York, politierechercheur Carrie Wells heeft hyperthymesia, een zeldzame medische aandoening waardoor ze alles visueel kan onthouden. Ze sluit zich met tegenzin aan bij de afdeling moordzaken van de New York City Police Department, nadat haar ex-vriend en partner om hulp heeft gevraagd bij het oplossen van een zaak. Door deze verhuizing kan ze proberen te achterhalen wat ze zich niet heeft kunnen herinneren, namelijk wat er gebeurde op de dag dat haar zus werd vermoord.