Unforgettable segue Carrie Wells, un'enigmatica ex detective di polizia con una rara condizione che rende la sua memoria così infallibile che ogni luogo, ogni conversazione, ogni momento di gioia e ogni delusione è per sempre impresso nella sua mente. Non è solo che non dimentica nulla - non può; tranne per una cosa: i dettagli che potrebbero aiutare a risolvere l'omicidio di sua sorella avvenuto tanto tempo fa. Carrie ha cercato di mettere da parte il suo passato, ma si ritrova inaspettatamente riunita con il suo ex fidanzato e partner, il detective Al Burns della NYPD, quando viene consultata su un caso di omicidio.