A 12.000 metros del suelo, a bordo de un tenebroso E-474, Kyle Pratt (Jodie Foster) se enfrentará a la peor pesadilla de cualquier madre: su hija Julia, de seis años, desaparece sin dejar ni huella en medio de un vuelo Berlín-Nueva York. Kyle, que todavía no se ha recuperado de la inesperada muerte de su marido, intentará desesperadamente demostrar a la incrédula tripulación y a los pasajeros que no está loca y deberá hacer frente a la posibilidad de que realmente haya perdido la cordura. A pesar de que ni Rich (Sean Bean), el capitán del vuelo, ni el oficial Gene Carson (Peter Sarsgaard) quieren dudar de la afligida viuda, todo parece indicar que su hija nunca subió al avión, despertando la paranoia y la duda de los pasajeros y la tripulación del avión. Desesperadamente sola, Kyle sólo podrá contar con sus convicciones para resolver este misterio.