在一列深夜从德国开往瑞士的火车上，顶尖的物理学家埃米尔心情忐忑万分，因为此时的他正在带着自己的研究成果，也就是原子弹的研究资料叛逃到瑞士。但纳粹却派出了他曾经的同事考尼西带领着德军士兵追杀他，确保他没有将任何关于原子弹的资料带出去。埃米尔又在火车上遇到了昔日的恋人西蒙，这位曾经和他有过一段感情的女士，是对方盟军派来侦查的杀手。西蒙作为一个为盟军效力的女杀手，她接到任务要去处决埃米尔。西蒙和他交谈之后发现他已经突破了技术问题，研究出了能够安装在手表里的炸弹，他先于美国发现了制造原子弹的方法，现在正打算带着这个天大的秘密逃往瑞士。西蒙不知道的是，现在埃米尔已经做好了一个正戴在手上。他希望把它交给盟军，但是德军紧追不舍，列车离瑞士边境依然很远，想要活着逃走的可能性几乎没有。西蒙和埃米尔被德国军人发现之后，被德军进行严厉的拷问，最终埃米尔向德军坦白了自己身上带着炸弹的事实，但同时，他也改变了火车的轨道，火车的运行轨迹开始变成了物理性质的随机问题。而炸弹是否引爆，却也关乎到一个深奥的物理学问题，就像“薛定谔的猫”那样，也许会在巴黎引爆，也许会在柏林。
