"זיכרון קטלני" הוא סרט פעולה פנטזי בו ג'וליאן מייקלס (ברוס וויליס) מפעיל עבור עשירי העולם את מקום הבילוי המושלם: "וייס".
הכל מותר ב?וייס?, והלקוחות יכולים לממש את הפנטזיות הפרועות ביותר שלהם עם נערות (רובוטיות דמויות אדם) שיעשו כל מה שהלקוח יבקש. עקב תקלה, אחת מהנערות, קלי (אמבר צ'ילדרס) מתחילה לאגור זכרונות ומפתחת מודעות עצמית שמראה לה את המציאות האכזרית בה היא מתקיימת.
קלי מחליטה לברוח, ומוצאת את עצמה לכודה בין שכירי החרב של ג'וליאן לקצין משטרה הגון (תומאס ג'יין) שנשבע להפיל את "וייס", ולהפסיק את האלימות אחת ולתמיד.
