【ストーリー】　

第二次世界大戦中の1943年8月。ニュージーランドのオークランド空軍基地から飛び立とうとしているＢー17大型爆撃機、フールズ・エランド号に、モード・ギャレット空軍大尉（クロエ・グレース・モレッツ）が乗り込んだ。上官からの密命を帯びて派遣されたというモードの任務は、ある最高機密を収納した革製の大きなカバンをサモアまで運ぶこと。しかしフールズ・エランド号の乗組員７名は、爆撃機に女性が搭乗することに反発し、あからさまに嘲笑的な言葉を投げつけてくる。軍の指令書を示して搭乗を許されたモードは、狭苦しい砲台の銃座に押し込められ、唯一協力的な乗組員のクエイド二等軍曹（テイラー・ジョン・スミス）にカバンを預けた。

　やがて離陸したフールズ・エランド号は、雷鳴轟く悪天候のなか、高度2500メートルの上空に達した。そのときモードは右翼の下部で不気味にうごめく生き物の影を目撃するが、誰も彼女の報告を信じようとしない。するとハッチの故障によって銃座の中に閉じ込められたモードに、先ほどの正体不明の生き物が襲いかかってくる。鋭い鉤爪を持つその凶暴な生き物は、かねてから空軍兵士の間で噂になっている“大空の魔物”グレムリンだった。隠し持っていた拳銃でからくもグレムリンを撃退したモードだが、基地への身分照会によって「モード・ギャレットという兵士は存在しない」という事実が発覚し、乗組員たちから疑惑の目を向けられてしまう。しかし次の瞬間、日本軍の戦闘機が正面から接近。すぐさま機銃を握り締めたモードは敵機の撃墜に成功し、乗組員たちのド肝を抜いた。

　そしてフールズ・エランド号をさらなる悪夢が襲う。グレムリンが油圧装置を破壊し、他の乗組員もそのおぞましい姿を目撃したことで機内はパニックに陥った。機長のリーヴス（カラン・マルヴェイ）はこの一連の異常事態の原因が、モードが持ち込んだカバンにあるのではないかと考え、中身を確かめるよう部下に命じる。はたして、そのカバンには何が隠されているのか。極秘任務を装っていたモードの本当の目的とは何なのか。その驚くべき真実が解き明かされようとしたとき、新たに出現した零戦３機の攻撃を浴び、グレムリンが機内に侵入してきたフールズ・エランド号は極限の危機に見舞われていくのだった……。