空中監獄是美國運送全美最危險罪犯的專設飛機。卡麥倫（尼古拉斯·凱奇飾）為趕在女兒生日當天送上禮物而申請搭乘此機，典獄官因其良好表現批準了請求。然而同機押送的暴徒集團趁飛行途中發動突襲，劫持了全體警員并強迫卡麥倫協助逃脫。面對地面聯邦部隊準備擊落飛機的指令，身陷絕境的卡麥倫被迫與劫機犯周旋。在暴徒頭目弗蘭克（約翰·馬爾科維奇飾）的威脅下，卡麥倫被迫參與劫機行動，卻在過程中發現對方隱藏的陰謀。最終他利用飛機貨艙設備制造反擊，在千鈞一發之際迫使劫機犯失去控制，成功駕駛飛機迫降于廢棄機場。隨著軍方包圍逼近，卡麥倫與幸存者突破艙門逃出生天，而劫機主謀的罪行也在爆炸中被徹底終結。