James Marshall, der Präsident der Vereinigten Staaten, hat gerade im Zusammenhang mit der neuen Terrorismuspolitik und mit Hilfe Russlands den gefürchteten Diktator General Ivan Radek verhaften können, der in der ehemaligen Sowjetrepublik Kasachstan an Einfluss gewonnen hatte. Einige Anhänger des Ex-Diktators, angeführt von Ivan Korshunov, entführen daraufhin die Air Force One, das Flugzeug des Präsidenten. Sie werden hierbei von einem Verräter unter den Secret-Service-Agenten namens Gibbs unterstützt, der ihnen den Zugriff zu den an Bord befindlichen Waffen verschafft. Statt sich mit der Rettungskapsel in Sicherheit zu bringen, versteckt sich der Präsident an Bord des Flugzeugs, da er nicht ohne seine Familie das Flugzeug verlassen will.
Die Maschine soll auf dem in Deutschland gelegenen US-Luftwaffenstützpunkt Ramstein gelandet werden, doch die Terroristen schaffen es, ins Cockpit vorzudringen, die Piloten zu erschießen und selbst die Kontrolle über das Flugzeug zu übernehmen und in Richtung Kasachstan zu fliegen. Kurz darauf melden sich die Terroristen bei der Vizepräsidentin im Weißen Haus und verkünden ihre Forderung: Solange Radek nicht freigelassen ist, werde jede halbe Stunde eine Geisel hingerichtet. Das erste Opfer ist der nationale Sicherheitsberater Doherty. In der Zwischenzeit schaltet Marshall einige der Terroristen unbemerkt aus und nimmt mithilfe eines Mobiltelefons Kontakt zum Weißen Haus auf. Um das Flugzeug zum Landen zu zwingen, löst er den Treibstoffnotablass aus.
Nachdem Korshunov den Treibstoffmangel bemerkt hat, verlangt er eine Luftbetankung. Marshall nutzt diese Gelegenheit seinerseits, um befreite Geiseln mittels Fallschirm abspringen zu lassen. Als die Terroristen dahinterkommen und die Tür zum Fallschirmspringerraum sprengen, wird durch den entstehenden Unterdruck der Tankvorgang beeinträchtigt – auslaufendes Kerosin entzündet sich und lässt das Tankflugzeug explodieren. Die Air Force One kann der Explosion nur knapp entkommen. Marshall wird gefangen genommen. Anschließend droht Korshunov dem Präsidenten, dessen Frau und Tochter hinzurichten, sollte Radek nicht unverzüglich freigelassen werden. Marshall gehorcht, kann Korshunov aber wenig später überwältigen und mit seinen Leuten das Flugzeug wieder unter Kontrolle bringen. Die Freilassungsentscheidung wird zurückgenommen und Radek beim Versuch zu fliehen erschossen.
Daraufhin wird die Air Force One von MiG-29-Abfangjägern angegriffen, die loyal zu Radek stehenden Streitkräften angehören. F-15-Jäger der US Air Force kommen rechtzeitig zu Hilfe und können mehrere feindliche Jäger abschießen. Da die Air Force One beim Kampf schwer beschädigt wurde, abzustürzen droht und noch dazu keine Fallschirme mehr vorhanden sind, steigt die Familie des Präsidenten über ein angebrachtes Verbindungsseil in ein Transportflugzeug der US Air Force um. In dieser Situation zeigt Gibbs dem Präsidenten das erste Mal sein wahres Gesicht, als er einen Soldaten und Major Caldwell umbringt. Daraufhin kämpfen Gibbs und Marshall um die letzte Transportmöglichkeit ins andere Flugzeug. Marshall gewinnt und Gibbs zerschellt mit der Air Force One auf dem Kaspischen Meer. Marshall kann sich an Bord des Transportflugzeugs retten, das dadurch für den restlichen Flug zur Air Force One wird.