A transformação do tempo e do espaço, a viagem entre o presente e o futuro, ocorrem misteriosamente em Jack (interpretado por Adrien Brody). Originalmente um militar americano que participou da Guerra do Golfo, um tiro acidental fez com que perdesse a memória, tornando-se um amnésico. Para piorar a situação, foi detido pela polícia como suspeito de homicídio e levado para interrogatório. Por ser considerado portador de doença mental, Jack escapou da prisão, mas foi levado para um hospital psiquiátrico como cobaia de um experimento científico. Os médicos vestiram-no com uma roupa apertada e colocaram-no na morgue. Ali, na escuridão e no frio, apenas fragmentos dispersos de memória faziam companhia a Jack. Nessas memórias, via a sua imagem futura, uma mulher amada chamada Jackie (interpretada por Keira Knightley) e a informação de que ele próprio estava prestes a morrer. Ao ver o seu futuro através dessas memórias, Jack procurava, num fio de esperança, a chave para a sobrevivência.