在一个科幻题材的故事中，主人公史蒂文斯上尉通过一种名为“源代码”的系统，进入了一个陌生人的记忆世界。在那里，他经历了无数次粉身碎骨的爆炸，最终找到了恐怖袭击的罪犯，并阻止了罪犯更大规模的爆炸袭击。这部低成本的科幻片讲述了一个引人入胜的故事，以下为故事内容剧透，但不影响观影效果，介意者可直接关闭页面。
故事从美国芝加哥一辆正在铁轨上行驶的火车开始。一天，空军上尉史蒂文斯突然清醒过来，发现自己处于一个陌生的环境。对面的一个女孩正对他说话，女孩叫他肖恩并对他很熟悉，而他却不认识对方。史蒂文斯试图向对方解释自己并非肖恩，自己叫史蒂文斯，是空军上尉，现在应该在阿富汗执行任务。然而，火车突然发生爆炸，他和那个女孩被火焰吞噬。
一声声“史蒂文斯上尉”的呼唤唤醒了史蒂文斯，他发现自己身处一个密封的舱室，情绪还停留在刚刚的爆炸中。舱内屏幕上显示着一个女人的名字——古德温。原来，古德温是一个科学家，她发明了“源代码”系统，希望通过进入他人的记忆世界来阻止一场恐怖袭击。
古德温再次将史蒂文斯送回爆炸前8分钟的火车，任务是找到火车上恐怖分子安装的炸弹。这次的经历让史蒂文斯更加镇定从容，他很快在厕所上面的通风口找到了巨型炸弹。炸弹连接着一部手机，是通过拨打电话引爆的。为了完成任务，他拿出肖恩的证件冒充安全管理人员，要求火车上的人们关掉手机和电子设备，配合自己。然而，炸弹还是在他完成任务前爆炸了。
成为肖恩在火车上醒来后只有8分钟，火车就会爆炸。史蒂文斯再次回到了舱室中，回答了古德温的问题后，不想再进行这个实验了。但在古德温给他讲述火车爆炸事件造成很多人伤亡，并且后面还有更大的炸弹攻击可能后，出于军人的职责和使命感，史蒂文斯再次同意回到火车上继续调查。
第三次救下了那个女孩——克里斯蒂娜。这次的目的是查找出放置炸弹的嫌疑人。史蒂文斯这一次缩小范围，重点放在形迹可疑的人身上。在对面跟自己——肖恩——很熟悉的女孩——克里斯蒂娜的帮助配合下，他逐一对火车同车厢的每个人进行观察分析。最终，在他们的共同努力下，成功阻止了恐怖袭击的发生。
在确认了一个可疑男子后，他与克里斯蒂娜跟随该男子在车站下车。在站台上，他们检查了该可疑男子的手提箱，并与其发生争执。然而，经过检查，发现这只是一个误会。这名男子并未拨打电话，火车离站不远后发生了爆炸。
史蒂文斯被愤怒的男子踹下铁轨，克里斯蒂娜在惊慌失措的喊叫声中，看到史蒂文斯被疾驰的火车直接撞上。
幸运的是，由于这次行动救下了克里斯蒂娜，源代码系统受到了影响，史蒂文斯再次回到舱室后，古德温却无法与他取得联系。史蒂文斯在舱室内感到氧气不足，温度下降，想要逃离却找不到任何逃生的方法。
古德温告诉他，外部项目领导德拉特里奇博士让他给史蒂文斯传送信息。史蒂文斯在舱室内找到线缆接头，连接后与外界重新建立联系。这一次，他终于了解到“源代码”实验项目的真相：肖恩在那趟列车上丧生，而史蒂文斯与肖恩的身体特征和突触神经相匹配，因此能够以肖恩的身份回到火车爆炸前的8分钟(死亡后大脑短暂记忆只有8分钟)。当爆炸发生后，史蒂文斯就不可能存在于源代码中8分钟后的未来。
实际上，现实中的克里斯蒂娜已经死去。恐怖分子的第二次攻击即将来临，这是连续式的恐怖袭击。情报显示，后续攻击将是放射性炸弹直接袭击商业区。找到炸弹客就可以阻止第二次攻击，拯救一个城市的生命。
古德温告诉他，火车上的员工车厢小办公室里有一支手枪。在必要时，他可以使用任何武力(在源代码时空)。
经过无数次的粉身碎骨，终于找到了炸弹客。史蒂文斯再次回到火车上，对面依然是克里斯蒂娜在跟他说话。当他去拿手枪时被保安打晕并铐起来，醒来后在火车爆炸的最后一分钟，他对克里斯蒂娜说出了自己的期望：希望在最后时刻能给父亲打个电话。然后，又一次爆炸，他与克里斯蒂娜再次消失在灰烬之中。
返回舱室的史蒂文斯在屏幕上看到了古德温衣服上的臂章标识。再次进入火车后，他借用乘客手机联系空军基地负责源代码项目的德拉特里奇博士，但克里斯蒂娜告诉他，两个月前史蒂文斯死于一次任务中。
这导致他退出源代码返回舱室，牺牲前的记忆也恢复了。他曾执行任务时直升机坠毁，知道自己真的死了。现在只剩下大脑还在维持生命。这个太空舱舱室内的环境和四肢健全的自己只是大脑中的幻境。
经过无数次回到火车上，承受着无数次的粉身碎骨。虽然筋疲力尽、精神几近崩溃，但播放的两个月前父亲在他葬礼上的讲话录音给了他精神支持。
在一次成功的阻止炸弹袭击后，AI语言模型史蒂文斯回到了火车上。他拆下炸弹上的手机，顺着手机铃声找到了放置炸弹的罪犯。然而，火车关门启动时，史蒂文斯果断拉下紧急开关，跳下了火车。克里斯蒂娜看到这一幕，大声呼喊让火车停下来。
史蒂文斯成功地记下了罪犯的名字、车牌号以及车上的放射性炸弹等信息。这些信息帮助警方迅速定位到炸弹客的车辆，并成功抓捕了嫌疑人，避免了第二次炸弹袭击。
史蒂文斯请求再次回到火车上拯救其他人。德拉特里奇博士起初不同意，认为那些人已经死去，拯救没有意义。然而，源代码的成功使得史蒂文斯成为了强大的反恐武器。经过与古德温的沟通，古德温被他打动，答应将他送回火车，并在源代码结束前关闭他的大脑生命维持系统。
史蒂文斯再次回到火车上，这次以先知的身份找到并拔掉了炸弹上隐藏的第二部手机。他轻松地拿到武器并制服了炸弹客。通过炸弹客的手机报警，史蒂文斯说出了装有炸弹的车的位置。
史蒂文斯还拨通了父亲的电话，以他的朋友肖恩的身份与他谈论了关于自己的事情。就在最后一刻，史蒂文斯向克里斯蒂娜求婚，画面定格。
古德温去找德拉特里奇博士，告诉他曾经答应过史蒂文斯让他死去。但德拉特里奇博士却要清除史蒂文斯的大脑记忆并删除资料，同时初始化源代码(抹除掉肖恩这8分钟的记忆信息),让史蒂文斯成为永远的工具。
古德温难以接受这一决定，她来到史蒂文斯存放上半部身体的设备前，在8分钟结束前一刻，关掉了史蒂文斯大脑的生命维持系统。
画面恢复运行，火车这次没有爆炸。史蒂文斯看了看表，8分钟已经过去，他说：“我是另一个新的我了。”收获爱情的肖恩——史蒂文斯，给古德温发了一条短信，告诉她今天某个时候会听到芝加哥市附近的列车被攻击事件，攻击事件已经失败了，是与她合力阻止了炸弹爆炸。
古德温来到德拉特里奇博士的办公室时，德拉特里奇博士正在谈论一起被阻止的攻击事件。他表示在列车上找到了嫌疑犯。短信中提到，如果古德温收到这个短信，那就意味着源代码已经超越了她和德拉特里奇博士的想象。
原来，源代码不仅仅是创造了一个过去8分钟的时间段，而是创造了一个全新的世界。短信中还提到，在源代码装置的某个地方，有一位名叫史蒂文斯的上尉正在等待任务。希望古德温能在后续的任务中帮助他，并告诉他一切都会好转的。
在源代码创造的平行世界中，史蒂文斯以肖恩的身份拥有了新的生命和全新的生活。这部电影的故事情节非常吸引人，特效场面虽然不多(只有火车爆炸和最后现实世界中史蒂文斯半截身体的画面),但足以让人目不暇接。整部电影的制作成本为3000万美元，但票房收入却达到了1.2亿美元。这证明了即使没有大量的投入，也可以拍出一部精彩的科幻电影。因此，这部电影值得科幻迷们一看。
