主人公山姆（克里斯·卡马克 Chris Carmack 饰）有着沉重的过去，一场大火让他的家庭支离破碎，妹妹珍妮（蕾切尔·敏纳 Rachel Miner 饰）也由于自己的失误葬生火海。成年后的山姆在偶然间发现自己拥有了能够穿越时空的超能力，他利用自己的能力回到了火灾现场，虽然救出了珍妮，但是本该逃生的父母却死于火灾。改变了过去后，山姆和珍妮相依为命，山姆结交了女友丽贝卡（Mia Serafino 饰），可是没多久，惨剧再次发生，丽贝卡死于一场谋杀，而山姆的朋友朗尼（Richard Thorne 饰）则被警方当做真凶逮捕判刑。丽贝卡的妹妹伊丽莎白（莎拉·哈贝尔 Sarah Habel 饰）觉得事有可疑，他拜托山姆穿越回丽贝卡被杀害的那一天，找出真凶。 一次次的穿越让时间线索变得面目全非，本该死的人活着，本该清白的人却背上的罪名，唯一不变的，是所有亲近他的女性都会惨遭杀害。随着真相的渐渐明朗，一个另山姆意想不到的身影出现在了本不属于他的时空中。
蝴蝶效应3：启示同主演影片作品