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柯特史蒂文斯上尉（杰克·吉伦哈尔 饰）在高速行驶的列车上惊醒，却不知自己为何身在此处？对面坐着对他微笑直视的陌生女子克莉丝汀（ 米歇尔·莫娜汉饰），显然她认识他。柯特躲入洗手间，惊讶地发现镜中的人不是自己，而他皮夹中的证件显示他的身份竟是中学教师史恩，当他对周遭的一切毫无头绪、百思不解时，整辆列车却突然爆炸！ 几乎在同一瞬间，柯特再度惊醒，竟发现他身处某个高科技单位的隔离密室，视讯萤幕上一位女军官（ 维拉·法梅加 饰）要求他报告所见的一切。原来，他正在执行一项名为“脑波原始码”的极机密实验任务，奉命调查这宗芝加哥火车爆炸恐怖攻击事件。在这项前所未有的实验中，他的脑波被植入遇难者史恩的脑海中，以史恩的躯体重返整个恐怖攻击爆炸前八分钟的时空现场，企图透过景像还原，来追查炸弹客真凶，以便及时阻止下一波将危及芝加哥数百万人口性命的脏弹恐怖攻击。 当柯特回到车厢爆炸前史恩的身体时，坐在他眼前的克莉丝汀，正是史恩的女友，但柯特根本不认识她，一心只想紧紧把握这短短的八分钟，去寻找任何与可疑炸弹客有关的蛛丝马迹。他必须一次又一次地进入史恩罹难前的身体，再从痛楚万分的爆炸中苏醒，与实验团队重新分析锁定目标后，又再次重返现场，重复经历可怕的火车爆炸，直到找出元凶为止！ 当柯特快要查出爆炸的真相与始末时，他发现就在一次次与克莉丝汀短短八分钟相遇互动后，竟对她心生怜惜，他获悉愈多的资讯，愈确信自己能够防止这个致命的爆炸事件发生。就在最后一次透过实验重返爆炸前现场时，他做了一个最大胆的决定──他不只要揪出真凶，还要救她一命！到底他能改变时空，扭转命运吗？