1957年10月、ソ連が人類初の人工衛星スプートニクの打ち上げに成功した。ウエスト・ヴァージニア州の炭坑の町コールウッドで、その美しい軌跡を見ていた青年ホーマーは、自らの手でロケットを打ち上げたいと思い、級友3人とともに本格的なロケットづくりにとりかかった。

1934年、イギリスの片田舎にある全寮制の女子高校。洗練された美しい校長ミス・Ｇはその妖しい魅力で女生徒たちの憧れの的だった。ダイビングチームに所属する女子生徒ディーらは、ミス・Ｇが語る異国の地の話やファッションの虜になり、校長の目をひこうとやっきになっている。そんなある日、スペインから貴族出身の美少女フィアマが編入してくる。ダイビングチームに加わったフィアマをミス・Ｇはすっかり気に入って特別扱いするが、他の女子生徒たちはこれに嫉妬し、フィアマを執拗にいじめ始める。

ニューヨーク。ある夜、哲学科の大学院生キャスリーン（リリ・テイラー）を謎めいた女（アナベル・シオラ）が呼び止める。女は「やめて」と言ったら許すとささやき、恐怖のあまりなにも言えないキャスリーンの首筋に噛みついた。やがてキャスリーンの身体に変調が。

女子大生・中村由美（柴咲コウ）の友人でもある岡崎陽子や河合ケンジが、謎の死の予告電話によって次々と不可解な死亡を遂げていく。その死の予告電話の内容は、なぜか未来からの発信時刻で来ており、死ぬ瞬間の声や映像、画像が送られてきてその未来の時刻に差し掛かったとき、その通りに死んでしまうのである。 新たに死の予告電話を受けた小学校からの幼馴染みの友人・小西なつみ（吹石一恵）を救うため、由美は謎の男・山下弘（堤真一）の協力を得て事件の真相を追うが、彼女も今までと同様に予告通り、テレビの生放送中に悲惨な死を遂げてしまう。そしてその直後、遂に由美自身が「死の予告電話」を受けてしまう。