军队上校柯尔特在一列前往芝加哥的火车上被恶梦惊醒，醒来后被面前的美丽女子克里斯蒂娜误认是另一个人。惊恐间柯尔特往镜子一照，赫然发现自己的样子变了另一个人，而钱包里的身份证亦不属于自己！柯尔特还没来得及弄清楚情况，他们身处的火车忽然发生爆炸，车毁人亡。柯尔特眼前一黑，醒来时已置身政府秘密研究所，原来他是军方秘密实验计划“源代码”的行动执行者，这个程式会将他的意识“植入”另一名男子的身体，利用这个人的身份，柯尔特可以在火车爆炸前的八分钟追查此凶案的幕后主脑，以阻止该名炸弹狂徒在六小时后再次大开杀戒。柯尔特一次又一次重返案发现场追寻线索，直至他发现爆炸案背后不为人知的秘密……他能否在事情尚未失控之前，成功完成任务？而他企图扭转不应被逆转的命运，将已被炸死的克里斯蒂娜救活，又会引发什么后果？