Colter Stevens (JakeGyllenhaal), un capitán del ejército, se somete a un tratamiento experimental que le permitirá viajar en el tiempo y "habitar" el cuerpo de una persona durante un corto lapso (los 8 minutos del título). De esta manera, deberá investigar un atentado terrorista en un tren, donde murieron cientos de personas. Una y otra vez, Colter regresa 8 minutos antes de la explosión con el fin de averiguar quién es el terrorista y conseguir información acerca de otro atentado planeado que mataría a miles de personas más.