1991년 걸프전에서 머리에 총상을 입고 충격성 기억상실증에 걸린 잭(에드리언 브로디). 1년 뒤, 히치하이킹 한 차를 타고 캐나다로 가던 잭은 기억을 잃고 쓰러지고, 며칠 후 깨어난 그는 살인혐의를 받아 법정에 세워진 사실을 알게 된다. 재판 결과 알파인 그로브 정신병원에 보내지게 된 잭. 치료를 위해 약물 주사를 맞고 재킷이 입혀진 채, 시체보관실에 갇히게 된 그는 극심한 공포감으로 또다시 기억을 잃게 된다. 잭이 다시 깨어난 곳은 어느 허름한 식당 앞. 그곳에서 그는 웨이트리스 재키(키이라 나이틀리)를 만나게 되고, 재키는 오갈 때 없는잭을 자신의 집에 데려 온다. 그녀의 집에서 예전 자신이 쓰던 물건을 발견한 잭. 하지만, 그녀는 “그는 15년 전에 죽었다”라고 말하며 오히려 잭을 거칠게 몰아 세운다. 그 순간, 다시 시체보관실에서 눈을 뜬 잭! 그제서야 그는 미래로 시간이동을 해 그녀를 만났다는 사실을 깨닫게 된다. 그녀가 말한 죽음의 날짜까지는 앞으로 단 4일! 그는 일부러 사건을 일으켜 시체 보관함에 갇히기를 되풀이하며 미래에서 죽음의 단서를 찾기 시작한다. 그는 단서를 찾을 수 있을 것인가? 그리고 4일 뒤 예정된 미래를 뒤 바꿀 수 있을 것인가?