Capt. Colter Stevens ist ein Hubschrauberpilot der US-Armee, der für seine Verdienste ausgezeichnet wurde. Er wacht in einem Nahverkehrszug nach Chicago auf, kann sich aber nicht erinnern, wie er dort hineingelangt ist. Ihm gegenüber sitzt Christina, eine Frau, zu der er offenbar eine irgendwie geartete enge Beziehung hat; sie nennt ihn Sean. Sean ist Geschichtslehrer. Aber er, Colter, ist eben nicht Sean. Wie er im Laufe der Handlung herausfindet, hat er den Auftrag, einen Attentäter zu finden. Dieser verübt einen Anschlag auf diesen Zug.
Grundsätzlich befindet sich Stevens in einer Art Kammer oder einem futuristischen Cockpit. Air-Force-Capt. Colleen Goodwin kommuniziert mit ihm über Video und erklärt ihm, dass er sich in Source Code befindet, einem Programm, das einem die Übernahme der letzten acht Minuten des Körpers eines bereits verstorbenen Menschen erlaubt.
Stevens Mission ist, die Bombe zu finden, den Bombenleger zu identifizieren und diese Informationen an Goodwin in der Gegenwart mitzuteilen. Dies ist umso dringlicher, da der Bombenleger angekündigt hat, eine schmutzige Bombe in der Downtown von Chicago zu zünden. Das würde unvermeidbar den Tod von Millionen von Menschen bedeuten. Stevens führt auf seinen verschiedenen Reisen in die Vergangenheit andere Aktionen durch. Er lernt bei jeder Reise mehr dazu und kommt seinem Ziel immer näher.
Goodwin und der Erfinder von Source Code, Dr. Rutledge, teilen ihm mit, dass Source Code keine Simulation ist, sondern quasi eine Reise in eine alternative Realität. Ihm wird zu seiner Enttäuschung jedoch mitgeteilt, dass er die Vergangenheit nicht ändern und die Passagiere nicht retten kann. Stattdessen soll er in der Vergangenheit Informationen sammeln, die den Bombenleger im Hier und Jetzt überführen.
Stevens hat keine Erinnerung wie er zu seinem Auftrag kam; in seiner letzten Erinnerung befindet er sich in seinem Helikopter auf Mission in Afghanistan und ist unter feindlichem Beschuss. Stevens ist verwirrt und frustriert und fragt sich, wie er für diese Mission ausgewählt und vorbereitet wurde. Er bittet Christina um den Gefallen, über ihre Kollegen im Büro herauszufinden, was mit seinem Freund Capt. Colter Stevens geschehen ist. So erfährt er, dass er bereits gestorben sei. Sein schwer verwundeter Körper wurde offensichtlich von der Air Force beschlagnahmt und von Rutledge für Source Code verwendet.
Stevens wird einige Male in den Source Code geschickt und entdeckt schließlich den Attentäter und alles wäre erledigt, wenn nicht einerseits Dr. Rutledge eigene Pläne mit Colter hätte und Colter nicht eine ganz andere Idee über das Verhältnis von Gegenwart und Vergangenheit. Er will unbedingt Christinas Leben retten …
Schon in seinem Erstling, Moon (2009), machte Duncan Jones deutlich, dass er gerne mit den Realitäten innerhalb der Realitäten und dem eingebildeten Leben im richtigen Leben spielt. Insofern ist "Source Code" eine clevere zweite Regie-Wahl. Aber auch eine zu teure. Jetzt eingespannt im großen Netz der US-Filmindustrie droht Jones ein ähnliches Schicksal, wie seinerzeit John Carpenter (Assault, Halloween, Die Klapperschlange). Mit wachsendem Budget entgleitet dem Autor seine Geschichte, die sich unter dem Diktat der Industry in den üblichen Action-Brei mit aufgeklebtem Happy-End verwandelt. Ganz so weit ist es bei Source Code noch nicht; aber auf bestem Wege.
Über eine Stunde lang baut der Film eine perfide Spannung auf, weil der Zuschauer immer in der Colter-Stevens-Perspektive hängt. Was Colter erfährt, erfährt der Zuschauer. Mehr nicht. Die erste Verwirrung und Verständnissuche weicht dem Thrill, diese Bombe zu finden, schon, weil Michelle Monaghan eine wunderbare Christina gibt, die alle Beschützerinstinkte anspricht.
Wenn der Film seine Perspektive verlässt und plötzlich Probleme zwischen Colleen Goodwin und Dr. Rutledge abseits der Colter-Stevens-Kapsel diskutiert werden, wenn plötzlich die böse Politik ins Spiel gebracht wird, da wandelt sich die clevere Ausgangsidee in einen Rettung-in-letzter-Sekunde-Film, dem man dann einfach wehrlos beim Gelingen zuschaut. Aufgebaute Erwartungen bleiben unerfüllt. Es gibt Geschichten, bei denen kann es kein Happy End geben - auch nicht in der filmdimensionalen Realität. Und wer glaubt, dass sich solche Filme aber nicht verkaufen, der sollte dann besser die Finger davon lassen.
Das Lexikon des Internationalen Films bilanzierte: „Ein mit Science-Fiction-Elementen arbeitender Thriller, der aus der fantastischen Handlungsprämisse spannendes, philosophisch untergründiges Actionkino macht, auch wenn in der zweiten Hälfte der Mangel an Logik allzu augenfällig wird.”