该影片讲述了一位在阿富汗执行任务的美国空军飞行员柯尔特·史蒂文斯（杰克·吉伦哈尔 饰），醒来时发现自己正处在一辆前往芝加哥的火车上，自己并不是印象中的自己，旁边坐了一名素不相识的女子克里斯蒂安（米歇尔·莫娜汉 饰），随后列车就爆炸了，再次苏醒的柯尔特发现处于一个密闭的空间，古温特（维拉·法米加 饰）询问柯尔特有关列车爆炸的真相，但柯尔特并不知道谁是真凶又被送上了那趟即将爆炸的列车。他发现自己正处于“源代码”计划中，拥有了回溯时空的能力，但只有八分钟，于是在一次次轮回中，用这珍贵的八分钟在列车上寻找爆炸的真相并就此经历的一系列惊心动魄的事件的故事。