In de greep van de Tweede Wereldoorlog voegt kapitein Maude Garrett (Chloë Grace Moretz) zich bij de volledig mannelijke bemanning van een B-17 bommenwerper met een uiterst geheim pakket. Overrompeld door de aanwezigheid van een vrouw op een militaire vlucht, houdt de bemanning elke beweging van Maude nauwgezet in de gaten. Deze jonge officier probeert hen met haar humor en charme zoveel mogelijk gerust te stellen, maar vreemde gebeurtenissen en gaten in haar achtergrondverhaal roepen gevoelens van paranoia op rond haar ware missie. En de bemanning heeft tijdens deze vlucht meer te vrezen dan alleen de beruchte Japanse Zero's die op ieder moment aan kunnen vallen. De grootste dreiging komt vanuit het vliegtuig zelf waar een duistere kracht op de loer ligt en Maude staat voor een flinke klus om zowel de verschillende dreigingen te weerstaan als ook haar missie tot een goed eind te brengen...