Le docteur Daniel Jackson est rejeté par la communauté des autres égyptologues en raison de ses théories controversées sur la fonction des pyramides d'Égypte qui seraient des lieux d'atterrissage de vaisseaux spatiaux. Cependant, à la sortie d'une conférence, il est recruté par Catherine Langford pour travailler sur un projet secret de l’armée américaine.
Le lieutenant Sean « Topper » Harley est un pilote de chasse talentueux. Il est cependant complexé par le souvenir de son père qui jadis aurait été responsable de la mort de son coéquipier lors d'une mission aérienne. Retiré du monde dans un village indien, il est recruté par le commandant Block pour une délicate mission au Proche-Orient.
En octobre 1993, en Somalie, la guerre civile provoque une famine dans la population civile. Les forces de l'ONU sont attaquées par une faction dirigée par le général Mohamed Farrah Aidid. Les États-Unis envoient un détachement composé de membres de la Delta Force, des rangers et du 160th Special Operations Aviation Regiment (Airborne) ayant pour mission d'arrêter Aidid. Faute de pouvoir trouver Aidid en personne, l'unité s'en prend à ses lieutenants.
Spécialiste du licenciement appelé par les patrons d'entreprise pour faire le sale boulot, Ryan Bingham n'a aucune vie privée et passe la plupart de son temps en avion. Il adore cette vie faite d'aéroports et de chambres d'hôtel, ses besoins tenant en une seule valise, et espère réaliser son objectif : atteindre les 10 millions de miles du programme AAdvantage d'American Airlines. Tandis qu'il fréquente une séduisante jeune femme, Alex, rencontrée au cours d'un de ses voyages, il apprend, de retour à Omaha au siège de sa société, par son patron, que ses méthodes de travail vont évoluer. Natalie Keener, jeune collaboratrice très ambitieuse, a trouvé une solution rentable pour annoncer les licenciements d'employés par vidéo-conférence. Cette solution risque de limiter les voyages que Ryan affectionne tant.
1957, en pleine guerre froide, James B. Donovan, un avocat américain, accepte de défendre Rudolf Abel (qui est en fait William Fischer se faisant passer pour lui, même si cela n'est pas précisé dans le film), un espion soviétique installé depuis des années aux États-Unis. Malgré ses réticences et ses craintes pour sa carrière, il accepte cette mission à la demande des autorités et de son cabinet d'avocats, pour montrer la supériorité d'un État de droit sur le système soviétique. Alors que pour le juge chargé de l'affaire, la condamnation à mort ne fait aucun doute, Donovan parvient à obtenir une peine de prison. Une partie de la population désapprouve ce verdict. La famille de Donovan est victime d'une agression et sa femme et ses enfants regrettent son engagement.
À l'origine, cela devait être des vacances de rêves pour Robin Monrœ, rédactrice adjointe d'un grand magazine de mode new-yorkais, et le richissime et romantique Frank Martin. Contrainte d'abandonner son fiancé pour son travail en se rendant à Tahiti, Robin est amenée en coucou par le pilote baroudeur et bougon Quinn Harris mais leur avion s'écrase sur une île déserte.
En 1943, durant la Seconde Guerre mondiale, un avion s'écrase en mer. Huit membres de l'équipage meurent et seulement trois, dont l'athlète olympique américain Louis Zamperini, survivent durant 47 jours sur un canot de sauvetage. Ils sont ensuite capturés par la marine impériale japonaise et envoyés dans un camp de prisonniers de guerre, à Ōmori où ils sont soumis à des travaux forcés.
11 septembre 2001, au matin. Alors qu'une chaleur étouffante règne dans les rues de New York, Will Jimeno, du Port Authority Police Department, se demande s'il ne va pas prendre un jour de congé pour faire de la chasse à l'arc. Il se rend finalement au travail et rejoint le sergent John McLoughlin, qui commence avec ses collègues la tournée quotidienne du PAPD .
Après une nuit à faire la fête avec une hôtesse, le pilote de ligne Whip Whitaker prend les commandes de son appareil, pour un vol à destination d'Atlanta. Il passe une partie du trajet à dormir, et est réveillé peu de temps avant l'atterrissage. C'est alors qu'un incident survient : les gouvernes de l'avion se bloquent. Au prix d'une manoeuvre risquée, Whitaker parvient à se poser en catastrophe. Lorsqu'il se réveille à l'hôpital, on lui apprend qu'il a sauvé des dizaines de vies. Cependant, très vite, l'enquête sur l'accident révèle que Whitaker était sous l'emprise de l'alcool. Il risque une condamnation pour usage de drogue et homicide.
Le major Vic 'Deak' Deakins (John Travolta) et le capitaine Riley Hale (Christian Slater) sont des pilotes de l'US Air Force. Le film commence par un match de boxe entre les deux où Deakins explique qu'il faut toujours surprendre son adversaire pour gagner. Il emporte le match. Hale qui considère Deakins comme son mentor lui donne le billet correspondant au pari sur le match en lui disant qu'il l'avait volé dans ses affaires.
Après les attentats du 11 septembre 2001, la CIA traque pendant près de dix années Oussama ben Laden, chef du réseau jihadiste Al-Qaïda, avant qu'une équipe des SEAL (principale force spéciale de la marine de guerre des États-Unis) parvienne à l'éliminer, le 2 mai 2011, vers 1 h du matin (heure locale), à Abbottabad (Pakistan), dans le cadre de l'opération Neptune's Spear (« Trident de Neptune »).
En 1939, aux États-Unis. le capitaine Daniel McCormick, pilote d'essai de l'armée de l'air, teste des prototypes de bombardiers. Lorsque sa fiancée Helen tombe dans le coma après un accident, les médecins ne lui laissant aucune chance de jamais en sortir, il contacte son ami Harry Finley, qui travaille sur une expérience de cryogénisation, le « projet B ». McCormick se porte volontaire pour l'expérimentation humaine afin d'échapper à la douleur de voir Helen mourir sous ses yeux.
Jaffa, leader d'une des organisations extrémistes les plus dangereuses au monde, est arrêté lors du mariage de sa fille. Son adjoint, Nadji Hassan, exige sa libération en échange des passagers d'un Boeing 747 (Vol 343) qu'il a pris en otages. L'avion transporte également un lot de gaz toxique qu'il menace de répandre sur Washington. Le Colonel Austin Travis et son équipe et le Dr David Grant des Services de renseignements pour l'Armée américaine proposent alors d'aborder le vol 343 au moyen d'un avion furtif expérimental d'un ingénieur en aéronautique et d'y introduire un commando d'élite chargé de neutraliser les terroristes et de récupérer les explosifs.