Lucy, une professeur d'histoire, vit avec sa mère, atteinte d'un cancer, et sa soeur, Amy. Une nuit, elle est emmenée par la Sécurité intérieure dans un entrepôt appartenant à Connor Mason, un magnat de la hi-tech. Mason a inventé une machine à voyager dans le temps mais un ex-agent de la NSA, Garcia Flynn, l'a volée. Il faut le retrouver et l'empêcher de modifier quoi que ce soit à l'Histoire, sous peine d'altérer le présent. Accompagnée de Wyatt, membre des forces spéciales, et de Rufus, pilote, Lucy embarque à bord de la Capsule et se retrouve propulsée le jour de l'explosion du dirigeable Hindenburg, le 6 mai 1937...