En un internado aislado y sin ventanas, dirigido con precisión militar, las niñas viven en niveles numerados y se les enseña a seguir las "virtudes femeninas" de la obediencia y la limpieza y a evitar "vicios" como la ira y la curiosidad. Se les dice que la escuela las protege del aire tóxico del exterior y que sus lecciones las preparan para ser adoptadas por los miembros de la alta sociedad, que sólo las querrán si son "limpias". El incumplimiento de las normas conlleva que las niñas sean llevadas a la planta baja para ser castigadas, algo que todas temen. Dos mejores amigas, Sophia y Vivien, se alinean con las demás chicas del nivel 10 para lavarse la cara delante de una cámara en un tiempo asignado y reglamentado. Vivien se detiene para ayudar a Sophia y, al hacerlo, sobrepasa su límite de tiempo. Llegan los guardias y se llevan a Vivien a rastras para castigarla, gritando de terror.

Años más tarde, Vivien es trasladada al nivel 16 (el último nivel) y se reúne con Sophia por primera vez desde el nivel 10. Sophia le advierte que no tome las vitaminas diarias, que en realidad son potentes sedantes. Esa noche, mientras fingen dormir, Vivien y otra chica, Olivia, son llevadas a una sala de estar. La directora del centro, la Srta. Brixil, presenta a las niñas dormidas a una pareja de ancianos, que eligen a Olivia y hacen planes para comprarla. Una vez que las chicas son devueltas al dormitorio, Vivien se las arregla para escapar al pasillo, pero descubre que la puerta exterior requiere acceso con tarjeta llave. A lo largo de la noche, otras chicas son llevadas al salón y posteriormente devueltas. La Srta. Brixil, hablando con una persona invisible por teléfono, expresa su preocupación por el comportamiento de un guardia, Alex, advirtiéndole que no debería estar cerca de las chicas sin supervisión.

Las chicas se encuentran con el médico del centro, el Dr. Miro, que les administra una "vacuna contra la gripe". La inyección les provoca dolorosos sarpullidos y hace que una de las chicas tenga un ataque. Al principio, Miro se muestra amable con Vivien, pero cuando ella intenta compartir sus preocupaciones con él, se da cuenta de que se ha saltado sus vitaminas y le inyecta una dosis "concentrada". Sophia informa a Vivien de que Alex, el guardia que preocupaba a la señorita Brixil, visita en secreto el dormitorio y "toca" a las chicas mientras duermen. Ella planea esperar hasta que Alex llegue al dormitorio, retenerlo y robar su tarjeta de acceso. Poco después, Ava denuncia a Vivien por comportamiento impuro y ésta es encerrada en una caja durante la noche. Esa noche, Sophia ataca a Alex cuando llega al dormitorio y le roba la tarjeta de acceso, pero no consigue liberar a Vivien antes de ser capturada.

La Srta. Brixil y Miro informan a las chicas de que no han podido encontrar la tarjeta llave que Sophia robó y les preguntan dónde la ha escondido. Cuando no pueden encontrarla, Rita es llevada abajo para ser castigada con la advertencia al grupo de que otra chica será castigada cada día hasta que se encuentre la tarjeta. A solas, la Srta. Brixil y Miro discuten sobre los menguantes fondos de la escuela y la presión que se ejerce sobre ellos (aparentemente por parte de poderosos criminales) para que produzcan resultados. Durante la noche, Vivien descubre que Sophia escondió la tarjeta llave detrás de su cabecera y se escapa, bajando las escaleras para rescatarla. Libera a Sophia y entran en un tosco quirófano lleno de cadáveres, donde encuentran a la desaparecida Rita, muerta y con la piel arrancada. Vivien insiste en que se vayan inmediatamente, pero Sophia se niega a ir sin las otras chicas. Mientras Sophia va a buscarlas, Vivien encuentra un vídeo en el salón que revela que la instalación es en realidad una clínica de rejuvenecimiento dirigida por Miro: las chicas son criadas en un entorno estéril para que su piel pueda ser trasplantada finalmente a compradores ricos.

Sophia intenta advertir a las demás chicas sobre su situación, pero al principio desconfían de ella. Vivien lleva a la Srta. Brixil ante el resto del grupo, donde revela que Sophia está diciendo la verdad. Tras encerrar a la Srta. Brixil en la caja, conducen a las chicas fuera de las instalaciones, perseguidas de cerca por los guardias. Durante una pelea, Sophia resulta herida, pero las dos escapan por poco escondiéndose en un cobertizo tras una puerta de seguridad. Cuando los guardias no pueden abrir la puerta, llega Miro e intenta manipular a Vivien para que salga y le ayude a reunir a las otras chicas, revelando que sus padres biológicos las vendieron al centro cuando eran bebés. Vivien, consciente de que a Miro sólo le importa su aspecto, se corta la cara con el bisturí mientras Miro la observa, angustiado. Poco después, unos secuaces llevan a Miro a ver a su jefe, el cerebro de la operación. Se oye un disparo; es de suponer que Miro ha sido asesinado por perder el control de la clínica. Unas exhaustas Sophia y Vivien se quedan dormidas dentro del cobertizo. A la mañana siguiente se despiertan con la puerta derribada por la policía rusa y los trabajadores de los servicios de emergencia, que ya han encontrado a las otras chicas. Sophia y Vivien son conducidas a un lugar seguro y se cogen de la mano mientras experimentan la lluvia y la luz del sol por primera vez en sus vidas.