Mathieu Vasseur es agente del Bureau d'enquêtes et d'analyses pour la sécurité de l'aviation civile (BEA). Está casado con Noémie, que también trabaja en la industria aeronáutica. La BEA se encarga de investigar un accidente aéreo excepcional y sin precedentes: el accidente de un vuelo Dubai-París en Bellevaux, en los Alpes de Alta Saboya. A bordo del avión, un Atrian-800, un nuevo aparato de largo recorrido de European Airlines, viajaban 300 personas y 16 miembros de la tripulación, ninguno de los cuales sobrevivió al accidente. Se desconocen los motivos de la catástrofe. A continuación, la BEA analizó meticulosamente las cajas negras del avión en sus instalaciones del aeropuerto de Le Bourget. Inicialmente marginado por su superior Victor Pollock, Mathieu se hace cargo de la misión tras la misteriosa desaparición de éste al principio de la investigación.

Al principio, al escuchar la grabadora de voz de cabina (CVR) -que registra las comunicaciones por radio, las voces y el ruido ambiente en la cabina- llega a la conclusión de que un terrorista islámico irrumpió en el avión y lo derribó. Pero no quedó satisfecho con esta solución, ya que ciertos detalles le llevaron a buscar otra causa del accidente. Primero considera la hipótesis de un fallo técnico del avión. Para apoyar esta hipótesis, roba un informe técnico confidencial del ordenador de su mujer, poniéndola en una situación muy delicada profesionalmente y provocando la ruptura de su matrimonio. Su fuerte implicación en esta investigación también pone en peligro su salud mental. Su supervisor y sus compañeros tampoco le apoyan en su empeño, su situación profesional se deteriora y acaba provocando su traslado disciplinario.

Se le ocurre una nueva hipótesis, confirmada por extrañas interferencias en la grabación, la de un pirateo de las redes informáticas del avión. Sospecha que Xavier Renaud, jefe de la empresa Pegase Security que diseña estos sistemas informáticos, ha conspirado con Victor Pollock para ocultar la verdad y preservar su empresa. Se pone en contacto con Caroline Delmas, una periodista de Mediapart que está investigando el accidente, pero ella se niega a escribir un artículo porque cree que él no tiene pruebas suficientes. Sin embargo, ella le habla de un tal David Keller, investigador de seguridad informática que ya ha intentado piratear aviones. Mathieu cree que le reconoce por los vídeos publicados por los pasajeros durante el vuelo en las redes sociales, y que podría tratarse de un intento de pirateo que salió mal.

Antes de dejar su trabajo en el BEA, se da cuenta de que las grabaciones de audio de un accidente de helicóptero en las que estaba trabajando justo antes del accidente han sido alteradas por Victor Pollock después del momento del accidente. Cuando vuelve a escucharlos, distingue una serie de números que revelan coordenadas GPS. Esto le lleva a un estanque, en cuyo fondo encuentra la grabación real de la caja negra del avión. Se confirma así su hipótesis de un pirateo que salió mal. La grabación va seguida de un vídeo de Victor Pollock, quien explica que lleva varios años trabajando en secreto con Xavier Renaud, quien le obligó a falsificar las cajas negras. Mathieu tiene el tiempo justo para enviar la grabación por transferencia en línea antes de ser descubierto. Perseguido por dos hombres, huye y muere en un accidente de coche causado probablemente por un pirateo del sistema electrónico del vehículo.

En el Salón Aeronáutico de París, Xavier Renaud inicia una presentación pública en nombre de su empresa. Noémie aprovecha la ocasión para difundir públicamente la grabación de la confesión de Victor Pollock y la noticia de la falsificación de las cajas negras. Xavier Renaud es detenido.