1961年,16岁的少女珍妮对父母反复督促她学好拉丁文考上牛津的唠叨不厌其烦,而正在追求自己的男孩又不令父亲杰克满意。一个雨天,珍妮邂逅了成熟男人大卫,对方的风流倜傥和举手投足的迷人气质深深吸引了珍妮。大卫和朋友不断带珍妮出入高档酒吧、艺术品拍卖行和高级餐厅,甚至说服珍妮的父母带她游览梦寐以求的巴黎。灯红酒绿中珍妮迅速坠入爱河,只可惜事实真相却并非梦想中那样美好……。一次手术中,年幼的病人身上发生了可怕的麻醉觉醒事故。这恐怖的经历和巨大的疼痛让病人的性格发生了一百八十度的转变,甚至在出院后犯下了连杀数人的不可饶恕的罪过而被关入了精神病院。当然,这场事故的责任,被归于主刀医生,即柳在宇(金敏明 饰)的父亲的身上。继病人在精神病院神秘失踪后,柳在宇的父亲也一蹶不振。
一转眼,25年过去了。就当众人以为事故带来的伤痛早已平息的时候,已经成年的病人再度现身了,围绕着他发生的,是又一连串的非法神秘事件。为了查明真相,柳在宇联合同事张植浩(郑有锡 饰)和江旭焕(刘俊相 饰)等人,对病人展开了调查和追捕。。在阿富汗执行任务的美国空军飞行员科特史蒂文斯上尉(杰克·吉伦哈尔 Jake Gyllenhaal 饰)突然惊醒,发现自己在一辆高速行驶的列车上,而他的身边坐着一个素不相识的女子克里斯蒂安(米歇尔·莫娜汉 Michelle Monaghan 饰)正在与自己讲话。科尔不知自己为什么会在这辆车上,而且他发现自己居然是以另一个人的身份存在,正当他迷惑不解的时候,列车上忽然发生爆炸……
科特又一次惊醒,发现自己身处一个密闭的太空仓里,有一位女军官古德温(维拉·法米加 Vera Farmiga 饰)正在通过视频和自己对话,并要求自己报告列车上发生的事情。一头雾水的科特还没搞明白是怎么回事时,他又一次被送上那辆列车。这次之后,科特终于明白自己在执行一件任务,负责调察芝加哥火车爆炸案找到恐怖份子并查出他的下一个目标。科特被一次又一次的送上那辆高速列车,每次只有八分钟的时间调察,调察过程中,科特发现自己已在一周前去世,原来他正在参与是一项“脑波原代码”的秘密任务,这项任务通过已经死亡的科特尚未完全死亡的脑细胞影像来还原事件,调查事情的真相。最终,科特顺利完成了任务,但是他却决定再一次返回列车,拯救列车上那些无辜的生命……。