美國空軍飛行員科特·史蒂文斯上尉（杰克·吉倫哈爾飾）在阿富汗執行任務時，意外發現自己身處一輛高速行駛的列車上，身旁陌生女子克里斯蒂安（米歇爾·莫娜漢飾）正與他交談。列車突然爆炸后，科特驚醒于密閉太空艙內，通過視頻與女軍官古德溫（維拉·法米加飾）對話，并被要求報告列車爆炸細節。經歷數次循環穿越后，科特逐漸意識到自己正在參與“腦波源代碼”計劃——通過已死亡的他殘留的腦細胞影像，重復體驗列車爆炸案發生前8分鐘，以此調查恐怖分子身份及下一個襲擊目標。隨著任務推進，科特發現自己的肉身實則在一周前已陣亡，而每次穿越都會加深他對列車乘客命運的關切。最終科特成功鎖定炸彈客并阻止襲擊，但他選擇再次啟動源代碼，在最后一次循環中拯救列車全員，并借助量子糾纏理論在平行現實中延續生命。