베를린 엘진 항공의 추진기 엔지니어로 일하던 카일 플랫은 남편의 갑작스런 죽음을 맞이하게 된다. 그녀는 상심에 잠긴 채 6살짜리 딸과 함께 남편의 시신을 뉴욕으로 운송하기 위해서, 자신이 설계한 최신형 E-474 점보 여객기에 탑승한다. 그런데, 비행기가 이륙한 후 깊은 잠에 빠졌다 깨어난 카일은 딸 줄리아가 없어진 것을 알게 된다. 카일은 줄리아를 찾기 위해서 비행기 이곳 저곳을 찾아 보지만, 딸의 모습을 어디에서도 찾을 수 없다. 3만 7천피트 상공에서 같이 탑승했던 딸 줄리아가 감쪽같이 사라진 것이다. 깜짝 놀란 카일은 먼저 승무원과 기장에게 이 사실을 알리고 도움을 요청한다. 이 과정에서 흥분한 카일은 기내 안전을 담당하고 있던 사복 경찰 진 카슨에게 제지를 당한다. 그러나, 그녀의 간절한 요청에 리치 기장은 승무원들에게 갤리와 객석 위 짐칸, 화물칸 등 비행기 구석 구석을 모두 확인해 보라고 명령한다. 그러나, 그 어디에도 줄리아의 모습은 보이지 않고, 탑승객 명단에서조차 줄리아의 이름이 감쪽같이 사라진다. 마침내, 승무원들과 승객들은 카일의 정신 상태를 의심하기 시작하는데…