电影开场于俄克拉荷马州，一群追逐风暴的大学生聚在那儿准备观测龙卷风。由凯特・卡特(黛西・埃德加 - 琼斯饰演)带队，她的朋友们哈维(安东尼・拉莫斯饰演)、普拉文(尼克・多达尼饰演)、艾迪(基尔南・希普卡饰演)以及男友杰布(达里尔・麦科马克饰演)也加入其中。他们打算用自己的 “多萝西 V” 多普勒设备，在龙卷风中心投放几桶聚丙烯酸钠，好让龙卷风冷却并消散。
这支队伍兴奋地朝着风暴驶去，哈维负责监测龙卷风的行进轨迹，其余四人则朝着龙卷风挺进。随着他们离龙卷风越来越近，狂风把他们的桶都吹倒了，不过他们又把桶扶正，继续前行。龙卷风逼近时，他们驾车驶离，但成功地释放了钠盐溶液，还放飞了一系列无人机使其进入龙卷风内部。然而，龙卷风不但没消散，反而增强成了 EF5 级。四人弃车朝着一座立交桥跑去。普拉文最先被卷入龙卷风的路径中。艾迪在和凯特、杰布试图攀爬时，被飞来的杂物击中。杰布试图保护凯特，当时凯特正抓着一根栏杆，但杰布也被龙卷风从她身边卷走了。凯特的腿被划了一道很深的口子，风暴平息后，她受到极大惊吓，被有关部门救了出来。
五年后，凯特住在纽约，在国家海洋和大气管理局(NOAA)的一个办公室工作。她惊讶地看到哈维出现在她工作的地方，还带来了一个提议。哈维就职于一家叫 “风暴伙伴”(Storm Par)的公司，这家公司一直在测试一种新系统，用于扫描俄克拉荷马州的龙卷风，希望借此防止龙卷风对受灾地区造成进一步破坏。凯特仍沉浸在失去所爱之人的痛苦中，拒绝了哈维提出的为期一周与团队共事的邀请。不过，后来哈维给凯特发了一篇关于俄克拉荷马州一个受灾严重街区的文章后，凯特改变了主意。
凯特来到俄克拉荷马州 “风暴伙伴” 的基地，与队友们会合，队友包括和雇主马歇尔・里格斯(大卫・博恩饰演)密切合作的斯科特(大卫・科伦斯韦特饰演)，还有英国记者本(哈里・哈登 - 帕顿饰演)。此外，来自阿肯色州的名人风暴追逐者、自称 “龙卷风驯手” 的泰勒・欧文斯(格伦・鲍威尔饰演)和他的团队 —— 布恩(布兰登・佩雷亚饰演)、丹妮(凯蒂・奥布莱恩饰演)、莉莉(萨莎・莱恩饰演)以及德克斯特(通德・阿德宾佩饰演)也加入了进来。泰勒在为他的粉丝们秀了一把之后，走向凯特，凯特却觉得他是在爱出风头，没把他当回事。
各团队出发去追逐在附近农场着陆的龙卷风。凯特和哈维一起驾车，带领着他们的团队，而泰勒和他的队员则开着卡车冲进来，朝着龙卷风疾驰而去。“风暴伙伴” 的团队架起了扫描仪，但凯特在设置最后一台扫描仪时突发恐慌症，导致他们错过了龙卷风的路径。随后，凯特和哈维目睹泰勒的团队驾车冲进了第二个龙卷风的路径中，他们用车上的钻头把车固定在地上，以防被吹走，接着还朝着龙卷风燃放了烟花。之后，他们回到了入住的汽车旅馆，泰勒那队人也住在那儿。
第二天，在出发去追下一波龙卷风之前，哈维把凯特介绍给了里格斯。莉莉放飞了一架飞机式无人机去寻找目标，大家也都开始再次出发。他们发现自己同时朝着两个龙卷风驶去。凯特留意到了特定的风向模式，于是让 “风暴伙伴” 团队朝着与泰勒团队相反的方向行驶。泰勒和他的伙伴们还以为自己马上就能追上其中一个龙卷风了，结果龙卷风在快到他们跟前时迅速消散了。与此同时，凯特和哈维把扫描仪都架设好了，但龙卷风开始朝他们袭来，毁掉了一台扫描仪，两人不得不赶紧逃离，差一点儿就被吹走了。
各团队抵达了附近一个受灾严重的小镇。在大家尽力帮助当地人的时候，凯特发现泰勒和他的团队用售卖周边商品赚来的钱为当地人提供免费食物，以此帮助他们。她还从泰勒那儿得知，里格斯靠收购受灾土地，等当地人已经损失惨重后再转卖给他们，借此从当地人的痛苦中获利。
当晚晚些时候，泰勒邀请凯特去当地的牛仔竞技表演。表演进行到一半时，他们察觉到狂风渐起，紧接着所有人都收到了龙卷风预警。警报声大作，人们开始疏散。混乱中，有些人被马踩踏。凯特和泰勒努力把其他人带到安全地带。他们发现了一位母亲和她的孩子，还有一名汽车旅馆的工作人员，试图把他们带到一个空游泳池里避险，而一对粗鲁的夫妇试图驾车离开，结果被卷入了龙卷风涡旋中。那名工作人员没按泰勒说的爬行，而是朝着泰勒走去，结果不幸丧生。其他人紧紧抓着泳池的梯子，直到龙卷风过去。
龙卷风过后，凯特看到斯科特去查看受灾情况，纯粹是为了给里格斯收集数据。她和哈维就他们到底是在为什么而工作争论起来。哈维情绪失控，把普拉文、艾迪和杰布的死归咎于凯特，这让凯特驾车离开了现场。
凯特开车来到她母亲凯茜(莫拉・蒂尔尼饰演)位于萨普尔帕的农场。她看了一段杰布录制的旧视频，又翻出了自己以前做的一个学校科学项目。泰勒跟了过来，他是跟着凯特来的，还受到凯茜邀请留下来吃晚饭并过夜。他看到了凯特关于龙卷风实验的笔记，但凯特因回想起自己因一个错误决定导致朋友们丧生而陷入深深的自责中，情绪崩溃了。第二天早上泰勒离开前，凯特追上了他，两人谈起了他提出的启用新模型的想法。
两人开着泰勒的卡车，把钠盐溶液释放到一个新龙卷风的路径中，但龙卷风并没有像预期那样消散。后来哈维出现了，向凯特道歉并提供了扫描数据。他们重新加入各自的团队，开始追踪另一个龙卷风。
各团队追踪着一个朝着埃尔里诺袭来的新龙卷风。哈维和斯科特的卡车翻车了，但在龙卷风袭击一座发电厂并引发火灾前，卡车又被风刮得重新四轮着地，大家不得不撤退。各团队朝着小镇进发，试图把人们带到安全地带。哈维想跟上，但斯科特为了工作让他留在后面。哈维骗斯科特下车，说要停车，然后驾车离开，溅了斯科特一身泥，还宣称自己不再为里格斯工作了。
进入小镇后，凯特、泰勒和哈维差一点儿就被一座倒塌的水塔砸到。他们带领各团队引导人们躲进电影院里避险。接着，凯特开着泰勒的卡车，载着溶液朝着龙卷风驶去，而此时风暴把电影院的屋顶掀掉了，还卷走了一些人。凯特操控卡车费了点儿劲，但最终成功把车固定在地上，发射了溶液。莉莉差点儿被卷走，不过溶液起作用了，龙卷风消散了。随后团队赶去凯特所在的位置救她。
后来，哈维送凯特去机场回纽约，还承诺会继续合作。泰勒赶来道别，凯特对他重复了他的口号 ——“要是感觉到了(龙卷风)，就去追逐它”。泰勒把这句话用在了对凯特的感情上，不顾机场工作人员让他挪车的要求，把卡车固定在地上。泰勒追上了凯特，就在这时，他们看到乌云涌来，还听到广播通知航班将会延误。他们相视一笑，转身回到了卡车上。
凯特・卡特是一名气象学家，曾经和朋友、同事一起追逐风暴，直到包括她男友杰布在内的三个朋友在一次龙卷风事件中丧生。多年后，凯特与朋友哈维重逢，哈维带她去俄克拉荷马州追逐龙卷风，利用他们的扫描技术以及凯特的龙卷风干扰实验，用钠盐溶液来驱散龙卷风，防止造成进一步破坏。名人风暴追逐者泰勒・欧文斯和他的团队也加入了他们。
在遭遇了几次龙卷风后，这群人在俄克拉荷马州一场牛仔竞技表演期间遭遇了一场致命的龙卷风。凯特在和哈维争吵后回到了母亲的农场。泰勒跟了过来，得知了凯特过去的那段经历。在哈维道歉后，泰勒帮忙让凯特的实验得以实施，还用上了哈维的研究成果。
各团队追踪一个朝着埃尔里诺袭来的龙卷风。由于他们所在的 “风暴伙伴” 公司更在乎从灾难中获利，而非受风暴影响的人们，哈维抛下了同事斯科特。各团队把镇上的居民带到电影院里安全避险，而凯特开着泰勒的卡车把钠盐溶液送进龙卷风里，成功地驱散了龙卷风。
后来，凯特准备回纽约，但似乎被说服留下来和泰勒一起工作，两人之间也有可能发展出一段感情。
