Lorsqu'un avion atterrit à New York avec tous ses passagers morts, le Dr Ephraim Goodweather, directeur du Projet Canary du CDC, et son équipe sont appelés à enquêter. Abraham Setrakian, prêteur sur gages à Harlem, se précipite à l'aéroport, persuadé que ce qui ressemble au premier abord à une mystérieuse épidémie virale pourrait être le début de quelque chose d'infiniment plus sinistre.