Unforgettable mengikuti Carrie Wells, seorang mantan detektif polisi yang penuh misteri dengan kondisi langka yang membuat ingatannya begitu sempurna sehingga setiap tempat, setiap percakapan, setiap momen kebahagiaan, dan setiap patah hati terukir selamanya dalam pikirannya. Bukan hanya karena dia tidak melupakan apa pun - dia tidak bisa; kecuali untuk satu hal: rincian yang akan membantu memecahkan pembunuhan saudara perempuannya yang terjadi lama lalu. Carrie telah berusaha untuk meninggalkan masa lalunya, tetapi dia secara tak terduga dipertemukan kembali dengan mantan pacar dan rekannya, Detektif Al Burns dari NYPD, ketika dia berkonsultasi tentang kasus pembunuhan.