National Geographicin vapaa tutkimusmatkailija tri Robert Ballard suunnittelee retkeä ratkaistakseen Amelia Earhartin katoamisen mysteerin. Tutkimusretki Amelia seuraa johtolankoja, jotka ovat johtaneet Ballardin Tyynenmeren saarelle. Se tutkii Earhartia ja sitä, miten hänestä tuli yksi historian kiehtovimmista ja inspiroivimmista hahmoista.