傑克·吉倫哈爾扮演壹個名叫柯爾特·史蒂文的上尉，有壹天他醒來發現自己在去芝加哥的火車上。雖然車上的其他乘客似乎都認識他，但他自己卻不知道該做什麽，不知道周圍的環境，甚至不知道自己是誰。他記得的最後壹件事是他在伊拉克執行任務。但現在他好像過著別人的生活。就在柯爾特試圖找出真相時，壹輛火車從對面開來，與他們的火車相撞，引起了壹場大爆炸...
下壹刻，柯爾特發現自己在壹個單獨的房間裏，穿著自己的軍裝。這時，壹位名叫卡羅爾·古德溫(維拉·法梅加飾演)的指揮官向他解釋了所有這些令人費解的事件。原來，柯爾特正在執行壹項特殊任務，屬於壹項名為“源代碼”的政府實驗項目:借助壹套儀器，他可以反復“穿越”到壹名在火車爆炸中喪生的死者體內，但每次只能在爆炸前八分鐘。制造這起爆炸的兇手聲稱，他將在6小時後在芝加哥市中心制造下壹次大規模恐怖事件。為了防止數百萬人死亡，柯爾特不得不爭分奪秒地在“源代碼”中壹次次收集線索，在爆炸前的最後“8分鐘”找到罪魁禍首！
壹天，柯爾特·史蒂文上尉醒來，發現自己在壹輛疾馳的火車上。坐在他對面的克裏斯蒂娜似乎很了解他。但她知道的不是史蒂文，而是另壹個人。史蒂文試圖解釋自己的身份，但沒有用。就在史蒂文準備查明事件真相時，另壹列火車與他相撞，引起大爆炸，壹切化為烏有。
“死了”史蒂文醒來，發現自己在壹個陌生的房間裏。這時，壹位名叫卡羅爾·古德溫的女指揮官開始向史蒂文解釋壹切。原來他是被政府選中，參與了壹項名為“源代碼”的秘密任務。他每次都會成為火車上的乘客，進入他的身體，過他的生活。但每次穿越只能回到火車相撞前8分鐘。因為有情報顯示，制造這起火車相撞事件的兇手聲稱，他將在6小時後在芝加哥市中心制造更具破壞性的爆炸。
為了阻止自己的陰謀得逞，拯救數百萬人的生命，柯爾特不得不壹次次回到源代碼，變成另外壹個人。在火車裏尋找線索，找到真兇。在尋找真兇的過程中，他和克裏斯蒂娜發生了壹點點愛情。他能成功阻止災難的發生嗎？
陸軍上校柯爾特在去芝加哥的火車上被噩夢驚醒。醒來後，他被眼前的美女克裏斯蒂娜誤認為是另壹個人。當柯爾特驚慌失措地照鏡子時，他突然發現自己變了壹個人，錢包裏的身份證不屬於他！柯爾特還沒來得及搞清楚狀況，他們乘坐的火車就突然爆炸了，炸死了人。柯爾特的眼睛變黑了，當他醒來時，他在政府的秘密研究所裏。原來他是軍事秘密實驗計劃“源代碼”的執行者。這個程序會把他的意識“植入”到另壹個人的身體裏。利用這個人的身份，柯爾特可以在火車爆炸前八分鐘追查到這起謀殺案的幕後主謀，從而防止炸彈客在六個小時後再次殺人。柯爾特壹次又壹次回到犯罪現場追尋線索，直到發現爆炸背後不為人知的秘密...他能在事情失控前順利完成任務嗎？而如果他試圖逆轉不該逆轉的命運，拯救已經被殺害的克裏斯蒂娜，會發生什麽？
科特·斯蒂文斯上尉(傑克·吉倫哈爾飾)在壹列高速列車上醒來，但他不知道自己為什麽會在這裏？坐在他對面的是壹個陌生的女人克裏斯汀(米歇爾·莫納漢飾)，她微笑著直視他。顯然，她認識他。庫爾特躲在浴室裏，驚訝地發現鏡子裏的人不是自己，但他錢包裏的證書顯示他的身份其實是史恩，壹名中學教師。當他對周圍的壹切毫無概念時，整輛火車突然爆炸了！
幾乎在同壹時刻，庫爾特再次醒來，卻發現自己在壹個高科技單位的隔離室裏。視頻屏幕上的壹名女軍官(維拉·法梅加)要求他報告他所看到的情況。原來，他當時正在執行壹項名為“腦電波源代碼”的高度機密實驗任務，奉命調查芝加哥火車爆炸恐怖襲擊事件。在這場史無前例的實驗中，他的腦電波被植入受害者史恩的腦海中，史恩的身體回到了恐怖襲擊前八分鐘的時空場景，企圖通過場景還原追查真兇，從而及時阻止下壹波危及芝加哥數百萬人生命的臟彈恐怖襲擊。
當庫爾特在汽車爆炸前回到史恩的身體時，坐在他面前的克裏斯汀是史恩的女朋友，但庫爾特根本不認識她，他只想抓住這短短的八分鐘，尋找任何與可疑炸彈人有關的線索。他不得不在死前壹次又壹次地進入史恩的身體，然後從極度痛苦的爆炸中醒來。在和實驗小組重新分析目標後，他再次回到現場，重復了那場可怕的火車爆炸，直到找到罪魁禍首！
當庫爾特準備找出爆炸的真相和整個故事時，他發現在與克裏斯汀壹次又壹次的見面和互動僅僅八分鐘後，他對她感到同情。他了解到的信息越多，就越堅信自己能夠阻止這場致命的爆炸。當他通過實驗最後壹次回到爆炸前的現場時，他做出了最大膽的決定——他不僅找出了真兇，還救了她的命！他能改變時空，扭轉命運嗎？
科特·史蒂文斯上尉(傑克？Runhall(傑克·吉倫哈爾飾)突然醒來，碰巧在壹輛高速列車上，他旁邊坐著壹個他不認識的女人，Christian(米歇爾？莫娜·韓在自言自語。科爾不知道自己為什麽會在這輛車裏，他發現自己變成了另壹個人。正當他迷惑不解時，火車突然爆炸了...
庫爾特再次醒來，發現自己在壹個封閉的空間裏，和壹個女軍官古德溫(維拉？法米加(維拉·法梅加)正在通過視頻自言自語，並要求自己報告火車上發生的事情。在庫爾特知道發生了什麽之前，他又被送上了火車。經過這壹次，庫爾特終於意識到他的任務是調查芝加哥火車爆炸案，找到恐怖分子，並找出他的下壹個目標。庫爾特壹次又壹次被送上高速列車，每次他只有八分鐘的調查時間。在調查過程中，庫爾特發現他已經在壹周前死亡。原來，他正在參與壹項“腦電波原碼”的秘密任務，通過已經死亡的庫爾特的腦細胞圖像，還原事件經過，調查真相。最終，庫爾特成功完成了任務，但他決定再次返回列車，拯救列車上無辜的生命...