Colter Stevens százados (Jake Gyllenhaal) egy száguldó vonaton tér magához, és fogalma sincs, hogyan került oda. Egy Christina nevű ismeretlen nő (Michelle Monaghan) ül vele szemben, aki viszont a jelek szerint azt hiszi, hogy ismeri őt. A százados a mosdóba menekül, ahol a tükörbe nézve egy másik ember arcát látja, a tárcájában lévő személyi igazolvány alapján pedig Sean Fentressnek hívják, és tanár. Ekkor hatalmas robbanás rázza meg a vonatot.
A következő pillanatban Colter egy ultramodern elkülönítőben találja magát, ahol egy Goodwin nevű egyenruhás nő (Vera Farmiga) azt követeli, hogy számoljon be mindenről, amit látott. Colter kulcsfontosságú küldetésen vett részt, amelynek célja azonosítani a merénylőt, aki néhány órával korábban elpusztította a vonatot, és aki egy még nagyobb hatóerejű bomba felrobbantásával ezrek megölésére készül Chicago szívében. A "Forráskód" fedőnevet viselő szupertitkos program lehetővé teszi, hogy Colter egy párhuzamos valóságban rövid időre felvegye Sean személyiségét a végzet felé tartó vonaton.
Valahányszor visszatér a szerelvényre, Colternek csak nyolc perce van, hogy megtalálja a merénylőt. Minden alkalommal újabb bizonyítékokra bukkan, de a gyanúsított egérutat nyer. Minél többet tud, annál biztosabb benne, hogy meg tudná akadályozni a robbanást - ha egyszer nem futna ki az időből.