Die Überraschung ist groß, als sich während eines höllischen Sturms eine riesige, schalldichte Kuppel über die Kleinstadt Chester’s Mill legt und alles Leben schlagartig von der Außenwelt abschottet. Autos kollidieren, Familien werden auseinander gerissen, Liebende finden sich plötzlich auf verschiedenen Seiten der Kuppel wieder. Während die Polizei alle Hände voll zu tun hat, die aufkeimende Panik einzudämmen, hält das Verbrechen ungeniert Einzug in Chester’s Mill: Aus Eifersucht kidnappt der labile Sohn des Stadtrats seine Freundin Angie, derweil wird im Wald seelenruhig eine Leiche vergraben.

Auch der zweite Tag bietet wenig Beruhigendes für die eingeschlossenen Bewohner von Chester’s Mill. Bei der Berührung mit der Kuppelwand explodiert Sheriff Dukes Herzschrittmacher. Er stirbt. Sein Deputy, die streitbare Linda, muss das Kommando übernehmen und sich sogleich einer ersten, großen Bewährungsprobe stellen. Zusammen mit dem selbstverliebten Stadtrat Big Jim gilt es, ein Feuer einzudämmen, das sich mit rasender Geschwindigkeit innerhalb der Kuppel ausbreitet.

Nachdem er irrtümlich einen Kollegen erschossen hat, setzt sich Deputy Paul Randolph aus der U-Haft ab. Big Jim trommelt ein Heer an Freiwilligen zusammen, um nach dem traumatisierten Polizisten zu suchen. Unter ihnen befindet sich auch der schwer durchschaubare Einzelgänger Barbie, der selbst einiges zu verbergen hat. Linda, die von Big Jims Kontrollsucht genervt ist, will Randolph auf eigene Faust schnappen. Indes scheint Angies Entführer einen Schleichweg aus der Kuppel gefunden zu haben.

In Chester’s Mill verrinnen die Tage ohne große Hoffnung auf eine baldige Befreiung der Stadtbewohner. Während das Militär außerhalb der Kuppel anscheinend schon seinen Abzug vorbereitet, greift im Kuppel-Inneren eine hochansteckende Virusinfektion um sich. Alle Überträger müssen vorübergehend in Quarantäne, doch Julia zieht es vor, lieber nach ihrem plötzlich verschwundenen Mann zu suchen. Als ein waghalsiger Fluchtversuch scheitert, droht die entführte Angie qualvoll in ihrem Verlies zu ertrinken.

Die Regierung organisiert einen Besuchstag. In Scharen werden Angehörige zur Kuppel gebracht, um den Eingeschlossenen ein Wiedersehen zu ermöglichen. Der Schock sitzt tief, als Barbie herausfindet, welche militärischen Absichten in Wahrheit hinter der vermeintlich netten Geste stecken. Derweil kann Big Jim im letzten Moment verhindern, dass Angie unter den Wassermassen begraben wird. Er will sie aber erst aus ihrem Verlies befreien, wenn Angie plausibel erklären kann, warum sie überhaupt im Bunker festsitzt.

Nachdem selbst schwerste Waffen dem magnetischen Kraftfeld nichts anhaben können, schwanken die Eingeschlossenen zwischen Erleichterung und Entsetzen. Zwar haben sie den militärischen Angriff überlebt, doch ist es nur eine Frage der Zeit, bis die vorhandenen Lebensmittelressourcen verbraucht sind. Dem nicht genug, stellt sich das Wasser im Kuppelinneren als verseucht heraus. Schlagartig bricht allerorts Panik aus. Es kommt zu Plünderungen, die Linda veranlassen, Barbie bei der Polizeiarbeit um Hilfe zu bitten.

Harriet, Julias schwangere Nachbarin, wird durch eine Vision dazu verleitet die Kuppel zu berühren. Dadurch werden bei ihr vorzeitig Wehen ausgelöst. Big Jim befindet sich noch immer in einem Machtkampf mit Ollie, bezüglich der Wasserversorung innerhalb der Kuppel. Und Norrie und Joe versuchen dem Geheimnis der Kuppel Näher zu kommen. Sie begeben sich auf die Suche nach dem Zentrum des Doms.

Die zunehmende Wasserknappheit und auch die mangelnden Essensversorgung werden zur immer größeren Bedrohung. Nachdem Big Jim es nicht geschafft hat, sich mit Ollie zu einigen, beginnt er, eine Horde von Freiwilligen um sich zu scharen. Es kommt zu einem Kampf zwischen den beiden Gruppen. Inzwischen versucht Barbie, auf eigenem Weg eine Lösung für das Wasserproblem zu finden.

Big Jim erhält den Auftrag, alle Waffen in der Stadt einzusammeln. Dahinter steckt die geheimnisvolle Max Seagrave. Sie möchte einen illegalen Schwarzmarkt in Chesters Mill aufziehen. Nachdem Angie ebenfalls einen unerklärlichen Anfall erleidet, vertraut sich Junior ihr an. Dieser zeigt ihr eine Zeichnung, in der er von herabfallenden, rosa Sternen umgeben ist, die seine verstorbene Mutter gemalt hat. Und der verschwundene Mini-Dome taucht unerwartet in Joes Scheune wieder auf.

Angie, Norrie und Joe hüten die Minikuppel immer noch als ihr Geheimnis. Eines Morgens taucht neben dem Ei, das sich darunter befindet, eine Raupe auf, die sich bald in einen Monarchfalter verwandeln wird. Die drei wollen nun einen vierten Bewohner finden, der wie sie unter Anfällen litt – er könnte der Schlüssel zum Rätsel der Kuppel sein. Julia kommt derweil dem Verbleib ihres Ehemannes auf die Spur – und weiteren mysteriösen Machenschaften in Chester’s Mill.

Da Maxine kein Druckmittel mehr gegen Barbie in der Hand hat, verliert sie ihren Einfluss auf ihn. Doch Maxine will sich das nicht so einfach gefallen lassen und rächt sich dafür an ihrer unliebsamen Konkurrentin Julia. Inzwischen verstehen Angie, Joe, Junior und Norrie immer besser, wie sie mit der Kuppel kommunizieren können. Sie erhalten von der Kuppel eine Botschaft, die jedoch ein großer Schock für die Teenager ist.

Nachdem es Julia gelungen ist, Barbie zu befreien, treffen sie bei der Mini-Kuppel auf Joe, Norrie, Angie, und Junior. Gemeinsam mit den Teenagern sehen sie, wie der Monarch-Schmetterling im Inneren der Mini-Kuppel schlüpft. Doch der Schmetterling schafft es nicht, die Außenwand der Mini-Kuppel zu durchbrechen. Immer wenn er die Wand berührt, verfärbt diese sich schwarz. Mit verheerenden Folgen für Chester’s Mill, denn parallel dazu verfärbt sich auch die große Kuppel schwarz und hüllt den Ort in Finsternis.