Colter Stevens er en del av et regjeringseksperiment kalt Source Code. Dette programmet gjør ham i stand til å krysse over i en annen manns identitet i de siste 8 minuttene av hans liv. Colters oppgave er å avsløre hvem som sto bak bombeangrepet slik at de kan forhindre at neste bombe går av. For å finne bomberen må Colter oppleve at toget sprenges om og om igjen...