二十世纪六十年代，一场恐怖的龙卷风暴席卷了美国的乔·哈汀一家，乔的父亲为保护家人不幸被风暴卷走。幼年的这段惨痛经历，让乔长大后成为了一名专业研究龙卷风的气象专家。 到了二十世纪九十年代，乔带领着一支来自马斯科吉州立大学的风暴追逐者团队，他们为美国国家安全局工作。乔还主导了一个以《绿野仙踪》中多萝西为原型的探险项目，旨在创建一个更完善的龙卷风预警系统。 乔的丈夫比尔·哈丁和她已分居许久，此次，比尔带着女友梅丽莎来找乔签署离婚证书。比尔也曾是追逐龙卷风的气象专家。在乔的追风队里，乔展示了新发明的设备，并告知比尔他之前设计的龙卷风探测仪“多罗茜”已制造成功，比尔十分欣喜，最终决定再次参与追风行动。 在追风途中，另一支由裘纳斯带领的车队超过了他们。裘纳斯获得了大公司的赞助，拥有先进的仪器设备，还盗取了比尔和乔的研究成果，妄图借此成名。乔和比尔在与龙卷风的较量中，两只“多罗茜”因设计存在缺陷而报废。梅丽莎无法忍受这种惊险动荡的生活，与比尔分手，她觉得乔才更适合比尔。 又一场大型F5级龙卷风来袭，乔和比尔及时赶到，救出了乔的姑妈。同时，他们受到风铃的启发，改进了探测仪。龙卷风暴再度降临，裘纳斯不听劝告，其车队被龙卷风一扫而空。比尔下定决心亲自涉险，成功放飞了最后一只“多罗茜”。通过成千上万的小探测器，追风队终于获取了完整的风暴中心资料，他们成功了。比尔和乔凭借机智与勇敢躲过了死神的威胁。龙卷风过后，共同的历险让两人心中的爱意再度燃起。