Die Handlung beginnt im Juni 1969: Dort wird eine Familie innerhalb der Tornado Alley der USA Opfer eines Tornados der Kategorie F 5. Die kleine JoAnne Thornton muss mit ansehen, wie ihr Vater durch den Tornado zu Tode kommt.
Jahre später kehrt Bill Harding in seine Heimat Oklahoma zurück, um sich von seiner Frau, JoAnne Thornton-Harding, scheiden zu lassen. Der Meteorologe lebt jetzt mit der Psychologin Melissa Reeves zusammen und arbeitet als Wetteransager. Zuvor hatte er mit seiner Forschergruppe ein neues Verfahren namens DOROTHY zur Erforschung von Tornados entwickelt, und dieses Projekt wird nun von seiner zukünftigen Ex-Frau geleitet. Sein ehrgeiziger und skrupelloser Kollege Dr. Jonas Miller hat sich Hardings Arbeit bemächtigt und eine eigene Maschine gebaut. So beginnt ein Wettlauf um den ersten erfolgreichen Feldversuch.
Bill schließt sich dem Team um seine Frau wieder an, wodurch sich beide wieder näherkommen. Das sieht auch Melissa Reeves, die ihren Freund verlässt. Nachdem mehrere Versuche des Einsatzes von DOROTHY fehlgeschlagen sind, zerstört ein Tornado die Stadt Wakita. Dabei überlebt JoAnnes Tante Meg nur knapp. Die Einwohner haben sich kaum vom Schock erholt, als sich ein neuer Tornado ankündigt.
JoAnne und Bill verzichten auf eine Evakuierung und planen einen letzten Versuch mit DOROTHY. Sie können das Gerät ins Auge des Sturms bringen und in einen Unterschlupf fliehen. Auch Jonas Miller versucht, seine Maschine in dem Tornado „zum Fliegen zu bringen“. Bill warnt Miller vor der Stärke des Tornados, doch Miller schlägt die Warnung in den Wind und stirbt, als er dem Tornado zu nahe kommt. Nachdem die Gefahr vorüber ist, erfahren die beiden, dass ihre Aktion erfolgreich war und dadurch wichtige neue Informationen zur Tornadovorhersage gewonnen wurden. Beide beschließen, ihrer Ehe eine weitere Chance zu geben.
