ネバダ砂漠にあるアメリカ海軍の訓練場。そこでは最新ステルス戦闘機「タロン」を使ったテロ対策プロジェクトのための訓練が行われていた。「タロン」のパイロットとして選ばれたのは、非常に優秀でリーダーシップもあるが時々上官の命令に背くのが玉にキズのベン(ジョシュ・ルーカス)と、冷静でチャーミングな女性パイロットのカーラ(ジェシカ・ビール)、そして女好きでまじないマニアでもあるヘンリー(ジェイミー・フォックス)。3人はタフな訓練を経て友情を育み、最高のチームを作り上げていた。
ある日、訓練を終えた彼らに、上官のカミングス大佐(サム・シェパード)からフィリピン海上に停泊中の航空母艦・エイブラハム・リンカーンに移るよう命令が下された。いよいよ実戦と胸を躍らせる3人だったが、チームに新たな仲間が加わると聞かされ衝撃を受ける。自分たち以上に優秀なパイロットは海軍にはいないはず…戸惑う3人の前に現れたのは、人工頭脳を搭載した無人ステルス戦闘機「エディ(E.D.I.)」だった。
兵士を犠牲にすることなくミッションをこなせる無人ステルス機の登場に、驚きながらも歓迎ムードのカーラとヘンリー。しかしベンは、痛みを伴わない戦闘により戦争がゲーム感覚で繰り返されてしまうのではないかと、エディの存在に疑問を抱く。ベンの元上官で、カミングス大佐の作戦には否定的な空母の艦長マーシュフィールド大佐(ジョー・モートン)らが見守る中、初めての訓練飛行に飛び立つ4機。4機が互いの個性を探りながら順調に飛行を続ける中、突然総司令部から新たな指令がくだる。ミャンマーのラングーンにあるビルに集まったテロリスト集団への攻撃命令だ。非常に危険で実現不可能かに思えたミッションを、エディの補佐もありなんとかクリアする3人。しかし空母に帰艦する途中、雷に打たれたエディが故障し、人口頭脳の神経回路に異常をきたしてしまった!
エディの修理期間中、ベンたち3人はタイでバカンスを楽しむことに。久しぶりにリラックスした時間を過ごす中で、カーラへの抑えていた恋心に改めて気付くベン。一方エディの修理を担当したエンジニアのティムは、エディの頭脳構造が格段に進化していることに不安を抱いていた。そんなティムの不安をよそにカミングス大佐は、タジキスタンの武装グループが輸送中の核弾頭を爆破する任務を4機で行うことを決定。4機は再びミッションのために飛び立ち、核弾頭を発見するが…。ここで攻撃すれば近隣の農村で暮らす民間人が巻き込まれてしまうと、作戦の中止を主張するカーラ。ベンも爆撃中止命令を下すが、任務の遂行を主張するカミングス大佐の言葉に従ったエディが、ミサイルを投下してしまう…。
次なるターゲットを求めて暴走しはじめたエディ。ベンたち3人は追跡を開始する中、エディの挑発に乗ったヘンリーが操縦を誤り墜落。その破片を機体に受けたカーラの「タロン」も制御不能に。何とか空中脱出に成功するが、落下した先は韓国との軍事境界線近くの北朝鮮領内だった。一方、シベリアの核融合兵器実験場を新たな攻撃目標として飛行を続けロシアの領空を侵犯するエディ。なんとか止めようとするベンは、ロシアの戦闘機から追撃を受けるはめに。絶体絶命の状況を期せずしてエディから救われたベンは、カミングス大佐の指示でアラスカへと向かうが…。
そこで待ち受けていたのは、恐るべき罠。国家規模の陰謀を前に、今度はエディと力を合わせて立ち向かうことを決意するベン。彼は愛するカーラを救い出し、世界を滅ぼしかねない未曾有の危機の発生をくい止めることができるのか!?