Сериал «Оперативная память» строится вокруг необычного тандема. Майор Багрышев, ветеран оперативной работы, получает в напарники молодого стажёра Соломатина, воспринимая это как предпенсионную формальность. Однако внезапно обнаруженные проблемы с памятью ставят под вопрос не только его карьеру, но и способность вести дела. Соломатин, вопреки ожиданиям, видит в старом майоре не обузу, а уникального наставника.

Чтобы сохранить ценный опыт, они заключают своеобразную сделку. Багрышев делится своими профессиональными секретами, а Соломатин становится его живой записной книжкой, подстраховывая в работе. Их проверка на прочность не заставляет себя ждать. Практически сразу дуэт сталкивается с жестоким двойным убийством, детали которого тревожно знакомы Багрышеву.

Способ преступления в точности копирует почерк маньяка, которого майор, как считается, ликвидировал несколько лет назад. Героям приходится расследовать это запутанное дело в условиях жёсткого цейтнота, ведь знания и воспоминания Багрышева постепенно угасают. Им нужно не просто найти убийцу, но и успеть сделать это, пока в голове опытного сыщика ещё остаются ключи к разгадке.