1960年代，一列满载各界旅客的502次火车徐徐开往江城。列车乘务组由十三个年轻姑娘组成，共产党员裴兰英（卢桂兰 饰）是列车长。入夜，骤起狂风，往火车站赶车的解放军某部林营长（盛林中 饰），发现一棵被风刮倒的大树横卧在铁轨上，他搬了几次，大树纹丝不动，却被飞来的石块击中头部，他昏迷过去。502次眼看开过来了，苏醒过来的林营长顽强地站在路基上，用手电筒发出紧急停车信号。列车停稳，他被抬上列车，经医生检查发现，他伤势严重，需尽快手术。裴兰英紧急请示铁路局，要求将502次列车改为“特快列车”， 抢救林营长的生命。路局打破常规，沿站临时调度，502次列车飞奔江城......
近未来，西方国家和中国陷入冷战，紧张的大国气氛促使包括人工智能机器人等先进武器的竞赛式开发。文森特·麦卡锡博士（托比·斯蒂芬斯Toby Stephens 饰）为了治好女儿的病，从私企转入国防部扶持的研究机构，致力于将战场上遭受致命伤害的士兵改造成拥有强大战斗力的智能机器人，与此同时暗中偷钱为女儿治病。美丽的艾娃（凯蒂·洛茨 Caity Lotz 饰）通过层层测试进入该机构，成为文森特的助手。二人经过一番试探，总算建立其对彼此的信任。谁知在一次夜归途中，他们遭到来自中国的间谍的袭击。文森特侥幸逃生，生命垂危的艾娃则被改造成智能机器人。 疑云重重的机构中，他们的命运将何去何从……
