未来，2044年。时间旅行从被发明的一开始就属于非法，只有当黑帮组织想清理某个特定对象、又不愿意在此世界留下任何痕迹时，才会出动“环形使者”。他们专门负责处决那些被时间传送回彼世界的目标。之所以称为“环形使者”，因为他们最终必须杀死未来的自己——这样才不会给未来主顾留下任何的麻烦。这个过程被称为“封环”。杀手乔（约瑟夫·高登-莱维特 Joseph Gordon-Levitt 饰）是最年轻的环形使者，弹无虚发，然而当他想处决来自未来的自己（布鲁斯·威利斯 Bruce Willis 饰）时，却遭到激烈反抗而失手。老年乔希望杀死未来封环计划中的关键人物——唤雨师，从而改变妻子（许晴 饰）的命运；青年乔在追杀过程中遇到了农场单亲妈妈莎拉（艾米莉·布朗特 Emily Blunt 饰），意外的成为了一对母子的保护人。两个版本的乔在这场改变未来（和现在）的豪赌中各出奇谋，上演了自我的巅峰对决......

单亲母亲杰西（梅利莎·乔治 饰）和一帮朋友乘游艇出海游玩，但她总有一种有不好的事情发生的感觉。不久，他们便在海上遭遇一场强烈的风暴。游艇翻船，众人落海，几经挣扎他们好不容易爬到游艇残骸上来。正当他们无计可施之时，一艘巨大的游轮向众人缓缓驶来。众人欣喜过望，未加思索便登上这艘名为“艾俄洛斯”的游轮，结果发现这竟是一艘1930年便告失踪的神秘之船，而船上更是空无一人。
随处可见的鲜血、神秘的指示以及突如其来的凶杀事件，将这群男女带入万劫不复的恐怖轮回之中……

时空劳工局特工（伊桑·霍克 Ethan Hawke 饰）曾经奉命回到20世纪70年代，以阻止当年给城市造成巨大伤害的恐怖分子“闪灭炸弹客”的破坏活动。谁知他的任务失败，在经过漫长的康复后，他再度踏上征程，发誓要将闪灭炸弹客绳之于法。此番他以酒保身份混迹市 井，某天偶然结识了笔名“未婚妈妈”的作家（莎拉·斯努克 Sarah Snook 饰）。作家向他讲述了其匪夷所思的人生。当年作家曾是名叫简的孤儿，性格古怪的她在应聘太空公司失败后，短暂坠入爱河，并生下一名女婴，结果她的人生也发生了翻天覆地的变化。
特工打算带着“未婚妈妈”去杀掉那个负心汉，然而真相却并没有那么简单……

中年男子海克特（Karra Elejalde 饰）和妻子克莱拉（Candela Fernández 饰）搬到郊外一幢别墅居住，他用望远镜观察四周的景物，却意外看到一个正脱去衣衫的妙龄女子。海克特心感疑惑，决定前往女子出现的灌木丛中查看一番，结果遭到一个手持尖刀、全身缠满绷带的男子的追杀。海克特仓皇之中逃入一所空旷的实验室内，并在其中的大水槽内躲了起来。次日，当海克尔回到家时，却看到另一个自己正和妻子搬家具，他不知不觉穿越时空来到了一天前。原来水槽是一个时空机器，海克特的命运无意间发生了改变……本片荣获2008年阿姆斯特丹奇幻电影节黑郁金香奖、2007年奥斯汀奇幻电影节新浪潮奖。

在阿富汗执行任务的美国空军飞行员科特史蒂文斯上尉（杰克·吉伦哈尔 Jake Gyllenhaal 饰）突然惊醒，发现自己在一辆高速行驶的列车上，而他的身边坐着一个素不相识的女子克里斯蒂安（米歇尔·莫娜汉 Michelle Monaghan 饰）正在与自己讲话。科尔不知自己为什么会在这辆车上，而且他发现自己居然是以另一个人的身份存在，正当他迷惑不解的时候，列车上忽然发生爆炸……
科特又一次惊醒，发现自己身处一个密闭的太空仓里，有一位女军官古德温（维拉·法米加 Vera Farmiga 饰）正在通过视频和自己对话，并要求自己报告列车上发生的事情。一头雾水的科特还没搞明白是怎么回事时，他又一次被送上那辆列车。这次之后，科特终于明白自己在执行一件任务，负责调察芝加哥火车爆炸案找到恐怖份子并查出他的下一个目标。科特被一次又一次的送上那辆高速列车，每次只有八分钟的时间调察，调察过程中，科特发现自己已在一周前去世，原来他正在参与是一项“脑波原代码”的秘密任务，这项任务通过已经死亡的科特尚未完全死亡的脑细胞影像来还原事件，调查事情的真相。最终，科特顺利完成了任务，但是他却决定再一次返回列车，拯救列车上那些无辜的生命……

深夜的穆赫兰道发生一桩车祸，女子丽塔（劳拉·赫利 Laura Harring 饰）在车祸中失了忆。她跌跌撞撞来到一个公寓里藏身。
一名男子说他常常梦见一个叫云奇的地方，那里有个恶魔盯着他。于是就来到云奇，果真见到墙后有怪物出现，男子当场晕死。
另有一名杀手杀死了他面前 的男人，然而蹩脚的他却惹来了不少一连串的麻烦。
故事回到一个刚到好莱坞“寻梦”的女子贝蒂（娜奥米·沃茨 Naomi Watts 饰），她的姨父姨母在电影圈有广泛人缘，让贝蒂的发展如虎添翼，试镜大受好评。同时，她所住的公寓，正好是丽塔藏身之地。贝蒂收留了丽塔，二人感情融洽。面对记不起自己是谁的丽塔，贝蒂决定帮助她寻找回自己的记忆。
一名导演想自己决定新戏的女主角，却被他人强行安排人选。工作不顺意的他还发现妻子和清洁工睡在一起。
这些看似松散的事件，就像一个迷宫，引向一个让人猜不透的世界……

伊万（艾什顿·库奇 Ashton Kutcher 饰）曾经有一个糟糕的童年，因为他行为闯下了大祸，令他童年充满不堪回忆的往事。而事实上，他确实只是依稀记得一点可怕的情景，这些情景一直纠缠着他的正常生活。伊万接受心理学家建议，把琐碎生活记在记事本里，却偶然发现通过记事本回到过去。
这时他才清楚记起，童年时候的自己做了那么多的错事。他幻想着用现在的意识，潜入童年的身体，去弥补种种过失给人们带来的伤害，尤其是希望与当年暗恋的凯西最终走回一起。然而他一次次的跨越时空的更改，只能越来越招致现实世界的不可救药。一切就像蝴蝶效应般，牵一发而动全身。

麦克（布鲁斯·威利斯 饰）是著名儿童心理学家，却也有始终未能治愈的患者，甚至因此遭到枪击，这名少年随后也饮枪自毙。这给麦克带来很大心理阴影，一年后他找到另一个症状很像这名患者的男孩柯尔（海利·乔·奥斯蒙 饰），并耐心的做起了他的医生。柯尔并不容易接近，但麦克还是慢慢赢得 了他的信任，得知了柯尔的秘密。原来柯尔有着灵异的第六感，可以看到鬼魂。虽然这令人感到难以置信，但麦克在证实了事情的真相后还是帮助柯尔接受了这个事实。
可是就在问题即将得到解决的时候，麦克却在柯尔的引导下，发现了一个更令人震惊的秘密……

二战结束，格蕾丝(尼科尔•基德曼)在英伦的小岛上独自抚养着一对儿女，耐心等待着丈夫从战场归来。儿女怕光，受到光照会发病，因此家里的窗帘常年拉得严严实实。就在这样一间阴暗的古宅里，格蕾丝迎来了三个新仆人。这三个人到来之后，却让格蕾丝寒了心——窗帘经常被拉开，门无故打开，钢琴自动发声，而她的女儿说，在房间里经常可以见到陌生男人。格蕾丝陷入了精神紧张的状态，她不明白怪事为何屡屡发生，不明白丈夫为何迟迟未归。而她最后才醒悟，所有的惊恐，其实都来源自身，但是事情已经不可逆转……