때는 1862년, 물불 가리지 않는 열기구 조종사 아멜리아 렌(펠리시티 존스)과 투철한 개척 정신의 기상학자 제임스 글레이셔(에디 레드메인)는 날씨에 대한 지식을 발전시키고 역사상 누구보다 높이 날기 위해 팀을 이룬다. 불협화음이 끊이지 않는 두 사람, 하지만 기록을 깨고 새로운 과학적 발견을 위해 비행을 한계까지 밀어붙이면서 발 아래 두고 온 세상에서 자신들의 자리를 찾는다. 한편 희박한 공기 속에서 육체적, 감정적 위기가 찾아오고, 비행은 생존을 위한 투쟁으로 변한다
