Le Capitaine Colter Steve, membre d'un projet gouvernemental top secret appelé SOURCE CODE, est envoyé dans le passé pour revivre en boucle les 8 dernières minutes du passager d'un train avant que celui-ci n'explose. Sa mission : identifier les auteurs de l'attentat afin de prévenir une attaque bactériologique sur Chicago. À chaque échec, les chances de pouvoir revenir dans le passé et de corriger le futur s'amenuisent. La course contre la montre commence...

Le climatologue Jack Hall avait prédit l'arrivée d'un autre âge de glace, mais n'avait jamais pensé que cela se produirait de son vivant. Un changement climatique imprévu et violent à l'échelle mondiale entraîne à travers toute la planète de gigantesques ravages : inondations, grêle, tornades et températures d'une magnitude inédite. Jack a peu de temps pour convaincre le Président des Etats-Unis d'évacuer le pays pour sauver des millions de personnes en danger, dont son fils Sam.

A New York où la température est inférieure à - 20° C, Jack entreprend une périlleuse course contre la montre pour sauver son fils.