ニューヨークからロンドンへ向かうBGA716便が北大西洋上を飛行中に突如、消息を断つ。その情報を受けた直後、英国の運輸安全調査局 (TSIB) に所属する有能な事故調査員のケンドラを、上司のハワードが訪ねてくる。ケンドラは1年前に私生活で悲劇に見舞われ休職中の身だが、ハワードの強い希望もあり、主任調査官として716便の事故調査を開始。まずは生存可能時間とされる6時間以内に生存者を見つけようとする。

BGA716便の生存者が海上で発見され、病院へ運ばれるが、意識は戻らない。ケンドラは直前で便を変更し716便に搭乗することになった生存者に疑いの目を向ける。一方で、ロンドン警視庁出身である調査官のドムは、ロンドンとダブリンで二重生活を送っていた機長のドノヴァンの自殺を疑う。海軍と連携しブラックボックスの捜索も進んでいくなか、同機に偽名で搭乗していたイラン人テロ監視対象者に関する新事実が発覚する。

ドノヴァンのものと思われるフライト･シミュレーターが発見され、ジャネットは「原因は機長の自殺」として結論づけようとするが、マデリンの証言との食い違いにケンドラは頭を悩ませる。ドムは病院での出来事を詳しく調べ、マデリンが命を狙われていることを疑う。AJはケンドラのパソコンをハッキングして、彼女のチームの中に裏切者がいることを偶然、発見。それを知った裏切者はAJのもとに刺客を送り込む。

ハワードはケンドラを調査チームから外し、機長の自殺説を支持するリーヴァイを代理に指名。ケンドラは事故に遭ったAJがパソコンを隠した墓地へ行き何者かに襲われる。身近な人物の裏切りを知ったケンドラは、信頼できる仲間だけを集めて事実を明かし、真相を解明しようとする。そして、事故直前に「モーゼス」と言いながらうろたえていたという乗客ホフマンについて調べつつ、ブラックボックス回収のため極秘作戦を決行する。

ブラックボックスが運輸安全調査局 (TSIB) に届き、わずかに聞き取れた音声から、ハワードはイラン人によるテロだと主張する。ケンドラは、「モーゼス」に関するマデリンの新たな証言を基にホフマンのBGA所属時の元同僚を訪ね、その意味を突き止める。そしてホフマンが残していた、とある証拠映像を入手したケンドラの前に、裏切者が現れる。何とか証拠を持ち帰った彼女は、敵と対決するために一か八かの賭けに出る。