Kun palkittu sotilas, kapteeni Colter Stevens (Jake Gyllenhaal) herää tuntemattoman miehen ruumiissa, hän saa tietää olevansa osa tehtävää löytää Chicagon matkustaja-junassa oleva pommi.

Tehtävä on toisenlainen kuin mikään muu tehtävä johon Colter on osallistunut, ja tätä kokeellista valtiollista ohjelmaa kutsutaan nimellä "Source Code". Source Code on ohjelma, joka mahdollistaa toisen miehen identiteettiin menon tämän elämän 8 viimeisen minuutin ajaksi.

Kun toinen, paljon isompi kohde uhkaa tappaa miljoonia Chicagon keskustan alueella, Colterin tulee jälleen-elää junan tapahtumat uudelleen ja uudelleen, keräten tietoja kullakin kerralla, kunnes hän voi ratkaista mysteerin siitä, kuka on pommin takana, ja kuinka estää seuraava isku.