2001年9月11日。午前8時46分、ニューヨークの世界貿易センター北棟に旅客機が激突。現場の警察官たちは全員本部に呼び戻され、緊急避難援助チームが急遽結成された。リーダーはジョン・マクローリン（ニコラス・ケイジ）。まもなく南棟にも旅客機が激突し、タワーの階上で救出を待っている人々のため、マクローリンは部下を連れてビルの内部に入ることにする。志願したのは、ウィル・ヒメノ（マイケル・ペーニャ）、ドミニク（ジェイ・ヘルナンデス）、アントニオ（アルマンド・リスコ）、クリス（ジョン・バーンサル）の四人。しかし彼らはビルの崩壊に巻き込まれ、あっという間に瓦礫の下敷きになってしまった。アントニオとクリスの声はもう聞こえない。マクローリンとヒメノは、暗闇の中で身動きが取れない状態。ドミニクだけが何とか抜け出せる状況にあったが、まもなく二度目の崩壊が起こり、ドミニクが犠牲になってしまった。残されたマクローリンとヒメノは、救出の可能性を信じて痛みに耐える。その頃、二人の家族はテレビ報道に釘付けになっていた。マクローリンの妻ドナ（マリア・ベロ）は心配する子供たちの前で気丈に振る舞い、ヒメノの妻アリソン（マギー・ギレンホール）は幼い子供とお腹の中に宿った新しい命を抱えて混乱。彼女たちは何もできないことにもどかしさを募らせながらも、助かることを信じて辛抱強く待ち続ける。一方、マクローリンとヒメノは、瓦礫の下で互いの姿を見ることすらできない状態だったが、言葉を交わすことで何とか意識を保とうとしていた。やがて陽が落ち、救助活動は二次災害の危険のため中断。しかし何人かは、危険を顧みず捜索活動を続けていた。そして、マクローリンとヒメノが微かに鳴らしていた金属パイプの音が、ついにキャッチされた。急いで救助隊が救出活動を開始。無事、マクローリンとヒメノは家族のもとへと帰るのだった。