Kun palkittu sotilas kapteeni Colter Stevens (Jake Gyllenhaal) herää ja huomaa olevansa tuntemattoman miehen ruumiissa, saa hän tietää olevansa osa salaista operaatiota, jossa etsitään Chicagon paikallisjunaan pommi-iskun tehnyttä miestä.

Tässä ainutlaatuisessa tehtävässä hän on osa hallituksen kehittämää "Source Code" nimistä koetta, joka mahdollistaa hänen ottaa haltuunsa toisen ihmisen elämän kahdeksan viimeistä minuuttia.

Uuden kriisin uhatessa miljoonia ihmisiä Chicagossa, Colter elää pommi-iskun tapahtumaa uudelleen ja uudelleen etsien johtolankoja, kunnes hän saa ratkaistua tekijän ja estettyä seuraavan iskun.