1988年7月16日，从汉城始发的列车发生了一起严重的交通事故，造成100多人死亡。但是谁也不知道真正的事故原因，这个事件成为一个未解开的谜。16年后的一天夜里11点50分是这趟列车最后一次运行，在这个暴风雨的夜晚，列车出发了，可是急速向前奔驰的列车突然急刹车，列车准备在10分钟后重新启动。列车服务员美善开始觉得列车里有种陌生感，她看到了80年代的装束和发型，竖着写的报纸以及上面印着的1988年7月16日的日期，她不清楚现在看到的到底是幻觉还是现实呢。没过多久，美善发现自己眼里可以看到的这些在别人眼里却是看不见的东西，这个时候她感到更加恐惧。美善独自一人在未知的空间里，或许这趟列车刚才急刹车的时间和地方正是16年前发生事故的时间和场所。美善的幻想中出现了令人恐怖的事情，逐渐美善明白了列车的秘密和自己有关联的事实……

夜间班机因旅客大都熬夜熬得双眼通红，故得名为红眼班机。勒克斯大西洋酒店的高级行政人员丽莎（瑞秋•麦克亚当斯 饰）今天不得不搭乘她最不喜欢的红眼班机，因为她参加完祖母的丧礼后，次日就要上班。丽莎的运气还不错，在机场遇到了英俊潇洒的杰克逊（希里安•墨菲 饰），两人相谈甚欢。更让丽莎惊喜的是，两人搭乘的是同一趟红眼班机，而且还相邻而坐。丽莎万万没有想到，原本温文尔雅的杰克逊露出了他的狰狞面目。