O jogo se passa no ano de 2084, nas ruas de neo-Paris, um futuro distópico caracterizado por protestos, guerra civil e um estado de vigilância em massa. O jogador controla Nilin, uma caçadora de memórias que trabalha para os Errorists, um pequeno grupo de ativistas que são contra o SENSEN, o implante cerebral que permite que as pessoas digitalizem suas memórias e as compartilhem com outras pessoas em tempo real. Remember Me contém elementos de exploração, plataforma e combate corpo-a-corpo. O jogo introduz a mecânica de mistura de memória: entrar e rearranjar a memória de um alvo para conseguir manipulá-lo.