1943年10月，美国海军在费城进行了一次人工强磁场的机密试验，即着名的费城实验（The Philadelphia Experiment），实验成功地将一艘驱逐舰及全体船员投入另一空间。在实验过程中，实验人员啟动脉衝和非脉衝器，使船只周围形成了一个巨大的磁场。随后整条船被一团绿光笼罩着，船只和船员也开始从人们的视线中消失。实验终止时，舰船已被移送到了479公里以外的诺福克（Norfolk）码头。此后，一些船员身上仍留有实验的反应，不论在家里，在街上，在酒吧间或饭店里，都会突然地消失又重现，让旁观者惊讶不已。费城实验的进行具有着深远的意义，它不仅证实了自然界中的确有我们看不到的另外空间的存在，同时也表明瞭将人类及装备暂时投入另一空间的可行。
1943 年，美国海军水手大卫·赫德格和吉姆·帕克在停靠在费城的埃尔德里奇号驱逐舰护航舰上服役。詹姆斯·朗斯特里特博士和他的团队进行了一项实验，使雷达看不见这艘船，但故障导致船消失。大卫和吉姆试图阻止实验失败，他们跳海逃跑。
他们在夜间降落在一个小镇上，小镇也消失了，让他们被困在沙漠中。他们被一架陌生飞机（直升机）的出现吓了一跳，纷纷逃跑，吉姆差点被电围栏触电。最终，他们找到了路边的一家餐馆。吉姆的能量释放破坏了两个街机游戏，迫使他与主人发生争执。他们逃到停车场，劫持了一个名叫艾莉森的女人作为人质，并强迫她把他们赶走。他们对周围的环境感到困惑，当艾莉森告诉他们现在是 1984 年时，他们感到震惊。他们被警察追踪并逮捕。吉姆的癫痫发作越来越严重，他被送往医院，然后闪电般从病床上消失了。大卫和艾莉森随后躲避军警，他们已经到达并拘留大卫。
得知他们就在吉姆的出生地加利福尼亚州圣保拉附近，大卫决定尝试寻找他的家人。吉姆的妻子帕梅拉 (Pamela) 现在已经是一名老人了，她立即认出了 1943 年的大卫。她说，埃尔德里奇 (Eldridge )消失几分钟后又出现了。吉姆也回来了，并在说出暂时访问 1984 的真相后受到惩罚并住院。大卫发现他自己再也没有回来。大卫在窗外看到年迈的吉姆，但吉姆拒绝与他说话。当大卫和艾莉森离开时，他们看到军警正在逼近，随后在吉姆的牧场里展开了一场高速追逐。当追赶的车辆撞毁并燃烧时，两人设法躲避了他们。大卫从燃烧的残骸中打捞出提到朗斯特里特的文件。大卫认识到朗斯特里特参与了 1943 年的费城实验，决定找到他。当大卫和艾莉森在一起度过一段时光时，他们坠入爱河。
1984 年，朗斯特里特尝试使用与埃尔德里奇实验相同的技术来制造防护罩，以抵御洲际弹道导弹攻击。当设备进行测试时，防护小镇消失在“超空间”中。科学家们无法关闭该实验，该实验产生了一个漩涡，将物质吸入其中并导致极其不稳定和恶劣的天气。朗斯特里特预测，漩涡将继续扩大，直到整个世界被吞噬。科学家们向漩涡发射了一个探测器，发现了里面的埃尔德里奇。他们推测这两个实验与埃尔德里奇号上为涡流提供动力的 发电机联系在一起。
大卫在朗斯特里特的家中抓获了一名助手，并强迫该男子将他们带到基地。朗斯特里特向大卫解释了情况，并告诉他，根据埃尔德里奇号幸存水手的说法， 1943年大卫关闭发电机后，这艘船返回了费城。朗斯特里特说大卫必须穿过漩涡到达埃尔德里奇并终止实验，否则漩涡将摧毁地球。
大卫穿上绝缘服并弹入漩涡。他降落在埃尔德里奇号的甲板上，发现船员受了重伤。他赶紧跑到发电机房，用消防斧砸碎了成排的真空管。发电机关闭了，大卫寻找吉姆。确信吉姆没事后，大卫跳到船舷上消失了。时间回到 1943 年，朗斯特里特和其他人目睹埃尔德里奇号重新出现在费城，船员们严重烧伤，而其他人则被活生生地融入到船体中。
1984 年，艾莉森和大卫重逢，失踪的小镇再次出现。