Сериал "Оперативная память" рассказывает историю майора Багрышева, для которого служба давно стала рутиной. Он смотрит на назначение молодого стажера Соломатина как на последнюю ступень перед спокойной пенсией. Однако внезапно настигающая болезнь, стирающая воспоминания, ломает все его планы, превращая каждый новый день в борьбу с самим собой.
Инициативный Соломатин, вопреки ожиданиям, видит в наставнике не уставшего службиста, а блестящего профессионала. Он предлагает необычную сделку — стать живым архивом для стареющего оперативника, его внешней памятью. Взамен он надеется перенять бесценный опыт, который не найти ни в одном учебнике. Так рождается их странный, но крепкий союз.
Проверка для этого тандема наступает мгновенно. На их первом же совместном выезде обнаруживается жуткая находка, а почерк преступления до боли знаком Багрышеву. Это дело бросает вызов не только их сыскным навыкам, но и самой их договоренности. Пока часы тикают, а улики ускользают вместе с памятью майора, двум таким разным сыщикам приходится искать убийцу, опираясь друг на друга.