543名もの犠牲者を出したフェリー爆破事件が起こった。捜査官ダグ（デンゼル・ワシントン）は、現場近くで、事件の一時間前に見つかった女性の死体が鍵を握っているのではないかと直感した。爆発の犠牲者に偽装されたその女性はクレア（ポーラ・パットン）といい、ダグはその顔を見た瞬間、何故か既視感を感じる。捜査は驚くべき監視システム「タイム・ウィンドウ」を使って行われた。これを使えば約四日前の過去を監視することが出来るのだった。ダグは四日前のクレアの部屋を監視する。すると彼女が売りに出していた車を買いたいという男から電話がかかってきた。この男が犯人ではないか？「タイム・ウィンドウ」が単なる過去の監視装置ではないことを突き止めたダグは、ゴーグルという装置を使って犯人を追い詰めていく。これを通して現実を見ると、過去を同時に見ることが出来るのだ。ついに逮捕された犯人は、狂信的な愛国者で、軍に入隊を拒否されたことから政府への恨みを晴らそうとしたらしい。こうして事件は解決を見たが、ダグには心残りがあった。何とかしてクレアの命を救いたい。「タイム・ウィンドウ」のタイムスリップ機能を利用してダグは過去に戻る決心をした。タイムスリップしたダグは犯人に拉致されていたクレアを助け出し、事件を防ごうとフェリーに向かう。全てがあの惨劇に向かって繰り返されていく。フェリーに乗り込むダグ、そしてクレア。しかし異変に気づいた犯人が乗り込み銃撃戦となる。ついに犯人を殺したダグとクレアは爆弾を積んだ車に乗ったまま海に転落する。クレアは脱出に成功するがダグは車もろとも爆死してしまった。だが救出され悲嘆に暮れているクレアの元に何故かダグが現れた。それは未来から来たダグではなく事件の捜査に現れた現在のダグだった。再会を喜ぶクレア。彼女のことがよく判らないダグ。しかしどこかで会った気がする。ダグは再びあの妙な既視感を抱くのだった。