在诺兰的处女作《追随》于1998年9月在多伦多电影节上映之前，他的第二部作品《记忆碎片》就已经在计划之中。在与弟弟乔纳森·诺兰的一次旅行之中，乔纳森·诺兰提出了《记忆碎片》的最初想法。最终，诺兰的《记忆碎片》电影与弟弟的小说进行同步的创作。因为在电影完成之后，乔纳森·诺兰的小说《MementoMori》仍然没有发布，《记忆碎片》取得了第74届奥斯卡的最佳原创剧本提名。
电影的拍摄历时25天，在1999年的10月8日完成拍摄，并在2000年9月5日在威尼斯电影节进行了首映。相比于《追随》的低成本，《记忆碎片》的成本为九百万美元，并最终收获了近四千万美元的票房。在这部电影中，诺兰与摄影师沃利·菲斯特第一次合作，在此之后，沃利·菲斯特与诺兰的合作一直持续到《星际穿越》，摄影师被换成霍伊特·范·霍特玛。在诺兰的电影序列中，《追随》和《记忆碎片》也是唯二非华纳兄弟发行的电影。
值得一提的是，这是诺兰在自己的电影中首次出现丧妻的情节。在这之后，《蝙蝠侠黑暗骑士》《致命魔术》《盗梦空间》《星际穿越》中都有妻子/女朋友去世的情节，这些作品中的男性大多以丧妻作为驱动自己的动力。甚至有文章以此作为标题：《克里斯托弗·诺兰，我们得聊聊你对丧妻的沉迷了（ChristopherNolan, We Need to Have a Talk About Your Obsession With Dead Wife）》。
《记忆碎片》的选角也颇有一番故事。电影中莱昂纳多的角色原本是布拉德·皮特扮演，但是最终因为档期问题未能成行。之后其选角包括了艾伦·艾克哈特（在《蝙蝠侠》中扮演双面人）以及托马斯·简。但最后还是盖·皮尔斯打动了诺兰。
在电影拍摄过程中，盖·皮尔斯充分帮助诺兰加快了拍摄的进度。诺兰称他“什么都记得住”。他用逻辑思考来设计人物的表演，表现演员的虚伪并发挥了想象力。在发现纹身的场景中，盖·皮尔斯演出了那种无意识发现纹身的惊讶感，并通过不同的层次表现出来。
在女主角的选择上，凯瑞-安·莫斯在《黑客帝国》中的表演令人印象深刻，作为制片人的珍妮弗·托德推荐了她。凯瑞-安·莫斯又因为与乔·潘托里亚诺在《黑客帝国》中的合作而推荐他出演电影中的Teddy。电影中扮演Sammy的斯蒂芬·托布罗斯基因为曾经患有失忆症而得到了这个与他的经历密切相关的角色。
《记忆碎片》讲述了一个关于复仇的故事。男主角莱昂纳多在妻子遭到杀害之后，患上了短期失忆，也踏上了复仇之路。在诺兰眼中，这是一部“一听就知道可以拍成好电影”的创意。他希望能够拍摄出一个结构紧凑的非传统型意外故事：这种意外不在于场景或是人物，而是根源于人个性中不可控制的一部分，以让人即使多次观看仍有新鲜感。
在采访中，他将《记忆碎片》与《第六感》《非常嫌疑犯》相比较。基于诺兰“意外故事”的概念，看完这部电影的观众们往往陷入这样一个状态：“尽管我很喜欢这部电影，但完全不理解这部电影讲了什么”
电影的叙事方式别具一格，并饱受争议。诺兰的拥趸认为这是具有革命性的神奇手法，反对者则认为这只不过是故弄玄虚，磨磨唧唧的差劲电影。
且不从好坏层面论手法，《记忆碎片》在《追随》的叙事方式上进行了延伸。《追随》是抓起一堆片段在空中挥舞，而《记忆碎片》则是用理性合理的方式排列片段。《记忆碎片》的结构是紧凑的，诺兰认为它无法被剪掉任何画面，因为每个画面都相互连接，任何的删减都会导致认知的不一致，这种连接也加大了拍摄的难度。在维基百科的“Reversechronology”页面中，《记忆碎片》与让·爱泼斯坦的《三面镜》，加斯帕·诺的《不可撤销》一起作为这一形式的代表作品。
电影分为彩色与黑白两种色调。彩色为倒叙，每次彩色片段的开头，都是上一彩色片段的结尾。黑白则为顺序，按时间发展进行讲述。电影如同一条被折叠的线段，彩色从结尾退回，黑白从开始进行，两者在最后汇聚在一起。电影的结尾实际是整个故事的中点。诺兰希望能够以这种方式给观众记忆损失的经验，让观众了解电影中莱昂纳多的思维，让观众也开始怀疑自己的记忆力。
在电影中，莱昂纳德被迫与汽车旅馆的员工交流，这是在向观众解释他可能被操纵的情况。诺兰也设计了他撞到门上以及理解纸条的画面，让观众了解他的记忆力衰退。你可以看到在彩色部分，他与娜塔莉脸上的伤不仅没有好转，反而愈发新鲜。这也给了观众一种“这是倒叙”的暗示。
在影片中，彩色着力于表现莱昂纳德的思想。在拍摄方式上，彩色画面中的镜头始终紧跟着盖·皮尔斯并近距离展现他的动作，肩上视角再加上近距离的特写，令人身临其境。在色调方面，诺兰一开始希望电影呈现出蓝色的色调，但在制片人的建议下扩大了色系。色系的扩展使得电影更加自然，增加客观性的同时减少象征性。
而黑白则是一种纪录片风格，用于客观的描述。在黑白画面中，文字和声音都采用纪录片的方式拍摄，这比彩色画面更加紧密。黑白画面中的图像，声音的展示都显示出不知道他身在何处的氛围。
在黑白画面中，诺兰大量使用了高角度的拍摄方式，让观众感受到压抑以及一种被监视的暗示。随着影片接近结尾，黑白画面不再具有客观性，而是逐步向彩色段落靠拢，表现莱昂纳德的思想状态。
在《记忆碎片》中出现了两个代表性的场景，一个是出现在影片开头与结尾的小屋。在这里，莱昂纳德杀死了Teddy和Todd。在电影的第一幕中，莱昂纳德手持一张犯罪现场的图片并不断甩动。这张图片来自于Teddy的扮演者乔·潘托里亚诺带去的一个充满了犯罪场面的大画册。这张照片从中被选出来以表现真实性。
走出室内，这一小屋的外部环境在开头和结尾以彩色和黑白两种形式呈现。在选择地点时，诺兰希望这一场景能够在黑白和彩色中都能足够醒目。
除去犯罪的现场，另一个极为重要的场景便是莱昂纳德所在的汽车旅馆。在拥有了搭建场景的能力之后，诺兰选择了汽车旅馆作为拍摄地。这里地点，环境均不确定，气氛古怪，很符合拍摄的需要。
在汽车旅馆的黑白场面中，诺兰始终坚持使用自然光以将观众的注意力集中在人物身上。他们还将旅馆房间扩大了15%以让摄像机能够进行自由的拍摄。在取景时，他们甚至派一个助手偷偷潜入汽车旅馆，在旅馆工作人员收拾之前拍下旅馆的样子。
在《记忆碎片》制片人的建议下，诺兰已经减少了影片中符号的成分，变得更加客观。然而电影中的每个片段也可以被当做一个符号，而观众要做的则是将这些符号拼凑在一起。
记忆碎片中将所有的片段按一定顺序进行顺序与倒序两种形式进行排列，在形式上造成拼凑的难度。如果要将词语碎片“记忆，是，关于，复仇，的，电影，碎片，一部”拼凑成一句话“记忆碎片是一部关于复仇的电影”，难度肯定要比拼凑“记忆，是，于关，仇复，的，影电，碎片，一部”要更加困难。前者仅仅是将片段的顺序打乱，片段与片段的联系是单向的，而后者则是进行了两种陈述的方式。
电影中屡次出现纹身以及照片作为男主提醒自己的方式。在黑白画面中，诺兰对莱昂纳德发现纹身的画面进行了特写，并在彩色段落中又重复了这一过程以引起观众的注意。
然而在电影中，符号的显现方式与意义屡次出现了偏差。有人将其称为对能指与所指进行了一次打断的尝试。能指是表示具体事物或抽象概念的语言符号，所指则是语言符号所表示的具体事物或抽象概念。
索绪尔曾称“所指和能指的关系时任意的”。在这部影片中，患有记忆丧失的男主需要凭借纹身以及照片上的话语推测当前的状态。在这一语境之中，能指则是照片上的话语，而所指则是留言背后的真正含义。当记忆缺失，能指与所指的衔接也被强行断开。
在以往的电影中，视觉符号往往意有所指且具备着重要的含义，在观看电影时，我们也习惯于寻找导演着重强调的符号来理解电影导向以及作者风格。然而《记忆碎片》中的符号存在多种多样的解读方式和意义，将其组合起来又可以形成多种判断。它并不提供含义，而是以完全形式化的存在供观众解读，于是观众往往在这种“符号的递归性”中与莱昂纳德一起迷失在亲手创造的符号中。
正如《盗梦空间》对《追随》的延伸一样，今年诺兰即将上映的新片《信条》也与《记忆碎片》有着极其相似的概念。如果说在《记忆碎片》中只是对正放片段的倒叙组合，那么在《信条》中体现出来的就是真正的以倒放方式进行行动。
这与诺兰在《记忆碎片》中的一个镜头拍摄有些类似。在拍摄这一子弹镜头中，为了展现倒放，诺兰将子弹放在地上吹动，用正放的方式营造出倒放的镜头。这与《信条》纪录片中的概念简直如出一辙了。诺兰的时间魔术能否在今夏再次引发轰动？让我们拭目以待。
