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……

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……