Kyle Pratt (Jodie Foster) hat keine große Lust, den zweistöckigen E-474 Jumbo Jet von Aalto Airlines zu besteigen. Die in Berlin lebende amerikanische Flugzeug-Ingenieurin soll die Leiche ihres kürzlich verstorbenen Mannes David nach New York überführen. Begleitet wird sie dabei von ihrer siebenjährigen Tochter Julia (Marlene Lawston), die nach dem Tod ihres Vaters unter Angstzuständen leidet. Nach einem kleinen Nickerchen folgt das große Entsetzen: Julia ist von ihrem Sitz verschwunden, auch die aufgeschreckte Besatzung kann in einer aufwändigen Suche keine Spur von ihr entdecken. Der mitreisende Sky Marshal Gene Carson (Peter Sarsgaard) versucht zunächst, Kyle zu beruhigen. Doch es kommt noch schlimmer. Die skeptischen Stewardessen behaupten, das kleine Mädchen beim Einsteigen gar nicht gesehen zu haben, ihr Gepäck fehlt und Captain Rich (Sean Bean) bringt in Erfahrung, dass Julia Pratts Name nicht auf der Flugliste am Berliner Tower steht. Plötzlich glaubt Kyle niemand mehr. Sie wird in Handschellen gelegt, weil sie sich nicht beruhigen will. Schließlich beginnt sie, auch an sich selbst zu zweifeln. Auf sich allein gestellt, versucht Kyle herauszufinden, was ihr und ihrer (vielleicht ja gar nicht existierenden) Tochter widerfahren ist und einen Sinn in das Durcheinander ihrer Wahrnehmung zu bringen.