本片根据美国小说家丹尼斯·勒翰（Dennis Lehane）的同名小说改编。 1954年，联邦警官泰迪（莱昂纳多·迪卡普里奥 Leonardo DiCaprio 饰）和搭档查克（马克·鲁弗洛 Mark Ruffalo 饰）乘船来到波士顿附近的禁闭岛精神病犯监狱调查一桩离奇失踪案。手刃亲生骨肉的女犯蕾切尔（艾米莉·莫迪默 Emily Mortimer 饰）从戒备森严的牢室神秘逃脱，藏匿于孤岛深处。泰迪怀疑监狱的主治精神病医师约翰·考利（本·金斯利 Ben Kingsley 饰）有意隐瞒内情，并向查克透露他上岛的真实目的其实是寻找当年纵火烧死他妻子德洛丽丝（米歇尔·威廉姆斯 Michelle Williams 饰）的管理员，并揭露美国政府利用精神病犯人进行人体科学实验的罪行。但随着调查的逐渐深入，真相却变得越来越扑朔迷离……

　　工程师詹宁斯（本·阿弗莱克 Ben Affleck饰）是个高科技天才。他屡屡受聘于各种项目研究，获得丰厚酬劳，但为了高度保密，条件是完工后他必须被删掉大脑中的短期记忆。此次詹宁斯的任务报酬达到了天价，而他必须花费长达几年的时间投身于这个新产品研发。
　　当产品完工后，令人意外的事情发生了。詹宁斯竟然没有得到承诺的报酬，取而代之的是一个信封，里面装着一封他自愿放弃酬劳的声明。
　　詹宁斯大为惊讶，当他要查个水落石出时，却发觉麻烦惹得越来越大了。联邦调查局和公司的老板都对他穷追不舍，要把他置于死地。这一系列神秘的事件，更让詹宁斯相信，背后肯定有着不为人知的真相。果然，一场周密的阴谋随着他的追查渐渐浮出水面。

　　艾文（盖·皮尔斯 Guy Pearce 饰）是一名德高望重的大学教授，拥有一位非常贤惠的妻子，无论是家庭生活还是事业，艾文无疑都是周遭朋友们眼中的典范。可实际上，艾文是一个斯文败类，他和手底下的很多女学生之间都有着纠缠不清的暧昧关系。
　　某日，一位名叫乔伊斯（奥德娅·拉什 Odeya Rush 饰）女生离奇死亡，她正是艾文的学生。乔伊斯的死很快就引起了警探马罗伊（皮尔斯·布鲁斯南 Pierce Brosnan 饰）的注意，随着调查的深入，种种的线索都将嫌疑人的目标指向了艾文。虽然马罗伊对艾文高度怀疑，但却始终找不到可以给他定罪的确凿证据，与此同时，艾文的妻子亦知晓了丈夫的猥琐勾当。

　　中东某地，美国军方的情报系统锁定了一名目标人物，总统不顾系统电脑运算出的建议处理方式，下令定点清除，由此引发了意外的连锁反应……公司小职员杰瑞（Shia LaBeouf 饰）的生活平淡乏味，时常手头拮据，连房租也成了问题，由于供职于军方的孪生兄弟意外过世，杰瑞赶回家中参加葬礼，但此行归来后，杰瑞发现家中居然堆满了武器，随即赶到的FBI破窗而入将他逮捕。与此同时，名叫蕾切尔（Michelle Monaghan 饰）的女人从大街上的电子广告牌上得知自己的儿子被某人绑架，绑架者拥有超乎寻常的能力，能够控制电子产品并监控一切。这名绑架者引导杰瑞摆脱FBI，最终上了蕾切尔的车，两名陌生人被迫合作，在FBI的追捕中落入了神秘绑架者的计划……究竟绑架者是谁？他又有何居心呢？

　　1959年，美国马塞诸塞州列辛顿威廉道斯小学，该校即将迎来校庆日，小女孩露辛达•安伯利（Lara Robinson 饰）提出的创意为校长所采纳。校庆日时，学生们将画下自己对未来的设想，并集中放入金属时间囊中埋入地下，准备50年后重新开启。校庆日之后，举止怪异的露辛达用鲜血在墙上写下奇怪文字，并向老师提出警告。
　　2009年，威廉道斯小学再次迎来校庆日，被埋藏地下50年之久的时间囊重见天日。小男孩凯勒（Chandler Canterbury 饰）得到露辛达的信，上面没有任何图画，整页布满毫无规律可言的数字。凯勒的父亲约翰（尼古拉斯•凯奇 Nicolas Cage 饰）夜晚研究这些数字，竟发现这是一组具有预言性的密码。文中的数字清楚记录了世界上过去50年所发生的各种灾难。除此之外，这组数字还包括了接下来将发生的重大灾难……

　　结婚纪念日当天，CIA特工伊芙琳·绍特（安吉丽娜·朱莉 Angelina Jolie 饰）受命审讯一名投案自首的俄罗斯间谍。对方声称自80年代便潜入美国，并且透露有一名间谍大师曾训练数名儿童，将他们培养成间谍送入普通的美国家庭中，伺机刺杀美国总统。令在场所有特工震惊的是，这个俄国人竟指认绍特是这群孩子中的一员。
　　不顾CIA探员们的阻拦，绍特执意返回家中。经过一番惊险追逐，她暂时逃过昔日同伴的追捕。不久，俄罗斯总统访问美国，绍特再次卷入各种阴谋之中，而她的真实身份也变得愈加扑朔迷离……