時空勞工局特工（伊桑·霍克飾）奉命穿越至1970年代追捕制造“閃滅炸彈案”的恐怖分子，任務失敗后以酒保身份繼續調查。他在市井中結識了自稱“未婚媽媽”的作家（莎拉·斯努克飾），后者講述自己作為孤兒簡的離奇經歷：幼年被神秘組織帶走研究，成年后短暫戀愛生女后遭遇背叛，女兒最終成為太空公司的精英。特工發現作家的人生軌跡與炸彈客的作案時間線高度重合，遂決定協助其追殺導致人生悲劇的負心漢。隨著調查深入，兩人逐漸揭開跨越六十年的身份之謎——作家的真實身份竟是特工本人通過多次時間跳躍形成的性別轉換形態，而“閃滅炸彈客”的真實身份正是特工在時間悖論中迷失的終極形態。在完成最后一次任務后，特工接受時空管理局安排成為自己命運的終結者。