马蒂（伍迪·哈里森 饰）和拉斯特（马修·麦康纳 饰）是一对合作多年的搭档，马蒂为人开朗圆滑，在警局的同事里很吃得开，而拉斯特则恰恰相反，他性格孤僻沉默寡言，沉浸在自己的世界中无法自拔。然而，令马蒂感到十分钦佩的是，拉斯特拥有极为敏锐强大的观察力、判断力和逻辑推理能力，许多疑难杂案一经他手，便能够被轻松化解。
尽管马蒂是唯一一个能够受得了拉斯特的人，但两人的合作和友谊却依然产生了无法弥补的裂缝，其原因要归结到1995年所发生的一起神秘古怪的宗教杀人案件之中。如今已经是2012年了，当早已不再联系的两人因为这起案件又重新走到一起之时，会有怎样的真相在等待着他们呢？

美国小镇上，四岁女童阿曼达突然失踪，她的姨妈和姨夫找到私家侦探Patrick Kenzie（卡西·阿弗莱克 饰），委托他调查外甥女失踪的事情。在警长Jack Doyle（摩根·弗里曼 饰）的默许下，Patrick和女朋友兼工作搭档Angela（米歇尔·莫纳汉 饰）加入了侦探Remy Broussard（艾德·哈里斯 饰）的案情调查小组，开始了艰难的调查。随着调查的深入，他们发现阿曼达的母亲Helene是一个地道的瘾君子，她对毒品的关心程度似乎远胜于女儿的失踪。调查围绕她展开之后，毒品贩子、诈骗犯、虐待儿童的人渐渐浮出水面，但阿曼达的名字却越来越遥不可及。Patrick也站在了道德的十字路口，开始思考怎样才算是“伸张正义”……

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……

约翰尼是好莱坞著名的“浪荡子”。他的各种负面新闻会迅速抢占各个报纸的八卦头条。这个浪荡子现在居住在好莱坞的一间酒店里，每天过着声色犬马的生活：天天开着自己的法拉利出去飙车，身边的美女如云，成天嗑药，似乎这样坐吃等死才是他活着的唯一目的。这种麻痹的生活让约翰尼如坠云雾，他也乐得享受这种状态。突然有一天，一个名叫克里奥的11岁小姑娘出现在他的面前。这个女孩是他一次在酒店里巫山云雨之后避孕失败的产物。这个不期而遇的人逼迫约翰尼不得不去面对自己的生活和过往。一个现实的问题摆在他的面前：到底应该怎么才能和一个11岁的女儿相处？

爱德华（理查•吉尔 饰）与妻子康妮（黛安•莱恩 饰）是令人艳羡的一对，他们有一个8岁的儿子。他们结婚已有11年，日子过得平平淡淡却十分美满幸福。
可是生活的一成不变是康妮开始有些厌倦了。正在此时，她邂逅了神秘男子（奥利佛•马提纳兹 饰），更一发不可收拾的爱上了这名陌生人。面对丈夫，康妮不得不一而再再而三的向丈夫撒谎，不知不觉间，她已陷身于危险之中。
爱德华还是发现了妻子的异样，当他知道了妻子果真有越轨行为的时候，他疯狂得要知道妻子对他不忠的所以细节。无奈知道得越多越痛苦，接着他偷偷约见了妻子的情人……