El capità Colter Stevens (Jake Gyllenhaal), un soldat que forma part d'un programa experimental del govern, es desperta en un tren a tota velocitat sense la menor idea de com ha anat a parar allà. La seva missió és identificar a un terrorista que té previst matar a milions de persones amb una explosió al centre de Chicago. Cada vegada que torna al tren, Colter disposa de tan sols 8 minuts per descobrir la identitat del perillós terrorista. Guiat per una oficial de comunicacions (Vera Farmiga) que controlarà a Stevens en el seu viatge a través del temps, mica en mica anirà descobrint noves pistes i s'adonarà que pot evitar l'explosió del tren, a no ser que esgoti el temps.