Under andre verdenskrig slutter kaptein Maude Garrett (CHLOË GRACE MORETZ) seg til det mannlige mannskapet på et B-17-bombefly. Med seg har hun med en topphemmelig pakke. Tatt på senga av å ha en kvinne om bord på et militært fly, følger mannskapet Maudes bevegelser nøye. Hennes gode humør og kjappe replikker vinner dem over, samtidig som merkelige hendelser og huller i hennes historie utløser paranoide tanker rundt hva hennes oppdrag egentlig er. Men mannskapet har mer å frykte ... noe uhyggelig lurer i skyggene inne i flyet. Fanget mellom et bakholdsangrep i luften og de onde kreftene i flyet, må Maude flytte sine egne grenser for å redde mannskapet og beskytte den mystiske lasten.