美国军方直升机飞行员柯尔特·史蒂文斯上尉突然在一列驶向芝加哥的列车上醒来，身边名叫克里斯蒂安的女子似乎认识他，他却发现镜中的自己竟变成了另一个人。还没来得及弄清发生了什么，列车便在爆炸中被摧毁。再次醒来时，柯尔特发现自己身处一个封闭空间，女军官古德温通过屏幕告诉他正在执行一项特殊任务：借助名为“源代码”的项目，他必须一次次回到列车爆炸前最后的8分钟，在有限的时间里寻找制造爆炸的凶手，并阻止即将发生的下一场袭击。然而随着一次次重返同样的8分钟，柯尔特也开始对自己身处的现实产生越来越多的疑问……