公元2035年，人类被12只猴子军研制的一种病毒侵袭，大部分人类都在这场病毒灾难中死亡，只有少数人侥幸逃生，但也只能在阴暗的地下，苟且偷生。科学家们决定派人穿越时光回到1996年追查12只猴子军的来历。囚徒詹姆斯·科尔被挑选为志愿者。阴差阳错，科尔回到了1990年，当他向当时的人们描述未来的那场大灾难时，被当作精神病捉了起来并被医生凯瑟琳·雪莉诊断为精神分裂症。科尔在病友杰弗里·戈因斯帮助下逃脱，回到了未来。因为没查清12只猴子军的来历，科尔再次被派回了1996年。科尔这次发现了12只猴子军的起源地在费城

本片根据曾于1977年至1981年间担任美国中央情报局局长的斯坦菲尔德·特纳的小说《高度机密：总统、中情局局长和特工》改编而成。　　Osbourne（约翰·马尔科维奇 John Malkovich 饰）是CIA的资深分析员，因酗酒问题被开除。沮丧的Osbourne回到家中又不被老婆重视。他妻子Katie（蒂尔达·斯文顿 Tilda Swinton 饰）是个冷冰冰的职业医生，与财政部的Harry（乔治·克鲁尼 George Clooney 饰）偷情，在船上共度春光。Osbourne赌咒写一本自传来透露CIA

讲述在东京前往盛冈一趟疾驰的列车上，有5个刺客、杀手，他们发现各自的任务其实有着关联，于是问题来了：谁能活着下车？终点站有什么在等着他们？