飞机飞行在40000英尺的高空上，凯勒·普拉特（朱迪·福斯特饰）和女儿朱莉亚准备从柏林回到纽约的家。忍受着丈夫意外故去的悲痛，无法面对年幼的朱莉亚关于爸爸在什么地方去了的问题，凯勒尽量压抑着自己的情绪。然而，噩梦般的遭遇却没有到尽头，相反，一切才刚刚开始。长途的飞行让凯勒异常疲惫，迷迷糊糊睡着的她一觉醒来，却发现朱莉亚在午夜时分忽然消失。
突如其来的变故犹如晴空霹雳，心力交瘁的凯勒几乎到了疯狂的边缘，飞机上的所有乘务人员也都乱成一团，拼命寻找凭空失踪的6岁朱莉亚。然而，动用所有力量，搜寻完整个机舱，朱莉亚丝毫不见踪影，更让凯勒无法接受的是，机上几百名乘客，竟异口同声表示从未见过小女孩登机。所有的证据都开始指向同一结论，朱莉亚根本就没有登上过这辆设备极为豪华的飞机！坚强的凯勒面对接连的打击几近疯狂，但她深信女儿就在飞机上，决定不听任何人的劝告，执着地在机舱的每个角落搜寻着女儿的下落。
时间一分分过去，凯勒的神情与执着已经感染了飞机上的每一位乘客，怀疑、猜忌、窃窃私语，同时，机长里奇（西恩·宾饰）和空乘员马歇尔（彼得·萨斯加德饰）也开始对凯勒的行为和言语产生了怀疑。没过多久，传来了更惊人的消息，听说朱莉亚已于六天前死亡！到底是凯勒思女心切、神志不清，还是有些人为了不可告人的目的制造假象。
