在阿富汗服役的美國直升飛機機師柯特·史蒂文斯上尉的意識突然被轉移到一列馳往芝加哥的列車上。他發現自己被稱作肖恩，而且證件也是肖恩的。在他明白情況之前，列車突然爆炸。

之後他發現自己在一個密閉的艙中。只能通過螢幕和一名叫柯琳·古溫的上尉溝通。原來該列車在當天早些時候爆炸，車上無人倖免。而罪犯威脅還要在芝加哥核電廠爆炸一個炸彈，威脅芝加哥數百萬人的生命。

為了在核電廠爆炸前找出罪犯，史蒂文斯上尉通過一個由拉特利奇博士發明叫做原始碼的系統，產生一個平行宇宙返回列車爆炸前的最後八分鐘，代入大學歷史老師肖恩，在列車上找出罪犯，若未能成功他會被系統強行帶回密閉的艙中，之後上尉會再啟動系統，他又重新在這八分鐘內找出罪犯，直到找到為止。

在這個過程中，史蒂文斯逐漸對肖恩的同行姬絲汀娜產生感情。後來史蒂文斯發現自己事實上已經在兩個月前在阿富汗陣亡了。由於史蒂文斯的一部分大腦仍活躍及合適，於是被挑選進入原始碼系統。經過多次嘗試，史蒂文斯仍未能成功找到爆破犯，在聽到父親對他陣亡的訪談錄音之後，便決心完成任務。終於他發現了爆破犯德瑞克·福斯特的身份和裝滿炸藥的貨車，告知了柯琳·古溫上尉，後者通知了執法人員，在德瑞克·福斯特去芝加哥核電廠引爆炸彈之前將其逮捕。

在此前拉特利奇博士答應史蒂文斯這次任務完成之後將停止史蒂文斯大腦，讓他死去。但這次成功是原始碼系統的第一次成功，拉特利奇博士指示柯琳·古溫上尉將史蒂文斯的記憶清除，繼續留在原始碼系統。史蒂文斯說服古溫上尉讓他最後一次進入肖恩生前的最後八分鐘。

這次的平行宇宙中，史蒂文斯制服了爆破犯，拯救了全車的人，並致電父親解開心結。八分鐘時限到來，史蒂文斯與姬絲汀娜深深一吻，同時古溫上尉切斷了史蒂文斯大腦的活動供給結束其生命，於是他的最後意識永遠地停留在這個幸福記憶畫面中。

在平行宇宙中的一吻結束後，史蒂文斯發現自己依然代入在肖恩身上，列車安全到達芝加哥，史蒂文斯終於可以和姬絲汀娜展開戀情及生活。

隨後，這個平行宇宙中的古溫上尉收到了史蒂文斯發出的手機簡訊，史蒂文斯告訴她他已經拆除了列車炸彈，制服了爆破犯，所有爆炸都不會發生，並告之原始碼系統能力似乎超乎想像。

古溫上尉去向拉特利奇博士報告這個情況，但是看到拉特利奇博士剛收到作案不遂的爆炸犯已被捕的消息，以致其發明的原始碼系統沒法首次應用而感到失望，古溫上尉最終沒有告訴拉特利奇博士這個簡訊。