El 22 de noviembre de 1963, los disparos que acabaron con la vida del Presidente Kennedy cambiaron el mundo. El profesor Jake Epping (James Franco) intenta viajar al pasado para impedir el magnicidio, pero su misión se verá amenazada.

Narra los esfuerzos de una patrulla secreta, formada por un militar, una profesora de historia y un científico por evitar que el tiempo y la historia cambien. Los tres protagonistas persiguen a un villano que se ha apoderado de una máquina del tiempo con intención de alterar sucesos del pasado.

Cuando el vuelo 828 de Montego Air aterriza de manera segura después de un vuelo turbulento pero de rutina, la tripulación y los pasajeros se sienten aliviados. Sin embargo, aunque para ellos han pasado pocas horas, el mundo ha envejecido cinco años y sus amigos, familias y colegas, después de llorar su pérdida, han perdido la esperanza y están intentando seguir adelante. Ahora, frente a lo imposible, a todos se les da una segunda oportunidad. Pero, a medida que se aclaran sus nuevas realidades, se enfrentan a un misterio más profundo y algunos de los pasajeros pronto se dan cuenta de que pueden estar destinados a algo más grande de lo que alguna vez creyeron posible.