《红眼航班》中的“红眼班机”，指的是因乘客大多熬夜赶路、双眼通红而得名的夜间航班。勒克斯大西洋酒店的高级行政人员丽莎（瑞秋·麦克亚当斯 Rachel McAdams 饰）平日最不喜欢乘坐这种航班，但为了参加祖母的葬礼后，第二天及时赶回酒店工作，她不得不踏上这趟红眼航班。
在机场，丽莎偶遇了英俊潇洒的杰克逊（希里安·墨菲 Cillian Murphy 饰），两人相谈甚欢。更令她惊喜的是，他们不仅搭乘同一班飞机，还恰好相邻而坐。丽莎原以为一段美好的缘分即将展开，却没想到，眼前这位温文尔雅的男子很快露出了可怕的一面。
原来，杰克逊是恐怖分子成员，此行的目标是刺杀住在勒克斯大西洋酒店的安全部门高官。与此同时，恐怖分子绑架了丽莎的父亲，并以此要挟身为酒店主管的她，协助杰克逊完成刺杀计划。面对亲人的安危与恐怖分子的威胁，丽莎究竟该何去何从？
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