“Chuyến Bay Kinh Hoàng” là một bộ phim kinh dị tâm lý xoay quanh câu chuyện về Kyle Pratt, một người mẹ đơn thân quyết tâm đưa con gái của mình, Julia, tên cưng từ giã nỗi đau bất ngờ và trở về quê nội ở nước Mỹ xa xôi sau khi chồng bà qua đời trong một tai nạn. Khó khăn trong thủ tục hành chính chồng chất khiến cuộc hành trình trở nên vất vả, song sau mọi sự lúng túng, Kyle cùng Julia đặt chân vào căn phòng chờ phi cảng náo nhiệt. Tuy nhiên, sự sung túc không hề xua tan nỗi sợ hãi của Julia, một cô bé chưa từng xa nhà. Bóng đêm buông xuống, ánh mắt những người đàn ông râu rậm ở nhà đối diện tiếp tục hướng về Kyle và Julia, khiến đứa trẻ càng thêm lo lắng. Tại phòng chờ, Julia quyết định chạy thẳng đến gian hàng sách thiếu nhi, khiến ba Kyle lo lắng khôn nguôi. Chiếc E-474 khổng lồ lặng lẽ cất cánh, thôi thúc Julia đối mặt với nỗi sợ hãi của mình.
Kyle phải dùng tất cả lòng can đảm để trấn an con gái, đồng thời tin tưởng vào sự an toàn của chuyến bay. Tuy nhiên, bầu không khí yên tĩnh trên máy bay bắt đầu thay đổi khi những sự kiện kỳ lạ liên tiếp xảy ra, khiến Kyle phải đấu tranh với nỗi lo lắng, tuyệt vọng và sự kinh hoàng ngày càng gia tăng. Sắp đặt cho con một nơi trú ẩn trong sự khốn quadroson này, Kyle phải tìm cách giải quyết những bí ẩn ma mị đang hiện hữu, đồng thời bảo vệ đứa bé nhỏ bé của mình khỏi những nguy hiểm mà “Chuyến Bay Kinh Hoàng” đem đến.
