내셔널 지오그래픽 탐험가 로버트 밸러드 박사는 아멜리아 에어하트의 실종에 얽힌 미스터리를 풀기 위한 탐사를 계획한다. '아멜리아 에어하트를 찾아서' 떠난 밸러드 박사는 남겨진 단서들을 따라 태평양의 외딴섬에 가서 에어하트라는 인물 자체에 대해 탐구하며 역사상 가장 흥미롭고 영감을 주는 인물이 된 과정을 좇는다.