В футуристической фантастической истории «Тысячелетие» расследование авиакатастрофы превращается в загадочное путешествие, выходящее за пределы времени. Билл Смит — следователь Национального совета по безопасности на транспорте, который обнаруживает странные аномалии на месте крушения самолета. Среди обломков находят высокотехнологичные устройства, которые не соответствуют современному уровню технологий. Параллельно зритель знакомится с Луизой Балтимор — женщиной из далекого будущего, где человечество стоит на грани вымирания из-за генетических мутаций.
Постепенно раскрывается связь между крушениями самолетов и тайными операциями людей из будущего, которые забирают пассажиров за мгновение до катастрофы, заменяя их точными копиями. Эта деликатная миссия служит для спасения здоровых людей прошлого, чтобы восстановить генетический фонд будущего. Фильм исследует сложные вопросы морали, ответственности за вмешательство в ход истории и трудный выбор между выживанием целой цивилизации и сохранением целостности временного континуума. На фоне научно-фантастического сюжета разворачивается также личная драма и неожиданная романтическая линия между главными героями, разделенными тысячелетием.