Kapteeni Colter Stevens herää tuntemattoman miehen ruumiissa ja huomaa olevansa mukana pelastusoperaatiossa. Hänen tehtävänään on löytää lähijunan pommilla tuhonnut terroristi. Stevens saa tietää joutuneensa osaksi hallituksen masinoimaa koetta, jossa testataan uutta teknologiaa nimeltä ”source code”. Se on ohjelma, jonka avulla hänet voidaan siirtää toisen henkilön ruumiiseen tasan kahdeksan minuutin ajaksi ennen tämän kuolemaa. Toinen pommi uhkaa aiheuttaa tuhoa Chicagon keskustassa, joten Colterin on elettävä junaturman uhrin viimeiset minuutit yhä uudestaan ja uudestaan selvittääkseen pommittajan henkilöllisyys ja estääkseen seuraavan iskun.
Maailman turvallisuus on jälleen uhattuna, kun Ernst Blofeldin johtaman SPECTREn joukot varastavat Britanniassa sijaitsevasta Yhdysvaltain lentotukikohdasta kaksi ydinkärkeä. Brittien salaisen palvelun on kutsuttava 00-agentit takaisin palvelukseen saadakseen aseet takaisin. Tehtävän johtoon määrätään jo kertaalleen agentin hommista hyllytetty James Bond, jonka harteilla on nyt koko maailman turvallisuus.