国際便がボストンのローガン空港に着陸し、乗客と乗員が gruesomeな死を遂げたとき、FBI特別捜査官オリビア・ダナムが調査のために呼ばれる。捜査中に彼女のパートナーが危うく命を落としかけた後、必死のオリビアは助けを求めて奔走し、私たちの世代のアインシュタインであるウォルター・ビショップ博士にたどり着く。ただし、一つだけ問題がある。彼は過去20年間、精神病院に収容されており、彼に質問するためには疎遠になっている息子ピーターの協力が必要だ。オリビアの捜査が操作的な企業幹部に導くと、彼女と彼女のチームはフライト627で起こったことが、より大きく衝撃的な真実のほんの一部に過ぎないことを発見し、可能と不可能の境界が曖昧になる様子を探求する。