Innerhalb riesiger Kuppeln, die von der unbewohnbaren Außenwelt abschirmen, hat sich eine futuristische Wohlstandsgesellschaft gebildet, in der alle Menschen nur bis zum 30. Geburtstag existieren dürfen. Alles wird von einem strengen Kontrollsystem überwacht, das ein vermeintlich allwissender Großcomputer steuert. Die Einwohner leben in der Illusion, dass ihr Tod lediglich eine Erneuerung ist, sie also wiedergeboren werden. Das System zu hinterfragen, ist verboten. Logan 5 ist ein erfahrener Sandmann, der dafür zuständig ist, sogenannte Läufer zu eliminieren, die sich der Erneuerung entziehen wollen. Vom Computer wird Logan auserwählt, das sagenumwobene Versteck der Läufer, die Zuflucht, zu finden und zu zerstören, sofern sie existiert. Zu diesem Zweck soll sich Logan als Läufer ausgeben, um die Dissidenten zu infiltrieren. Der Computer verkürzt seine Lebenszeit um vier Jahre, die er nach erfolgreichem Abschluss des Auftrags zurückerhalten soll.

Logan 5 kann Jessica 6, die Mitglied des Netzwerkes der Läufer ist, überzeugen, dass er keinen Verrat plant. Mit ihrer Hilfe findet er Zugang zum geheimen Treffpunkt der Läufer. Logans bester Freund Francis 7, ebenfalls ein Sandmann, ist inzwischen misstrauisch geworden und nimmt die Verfolgung auf. Er wird Zeuge, wie Logan 5 einen weiblichen Läufer nicht exekutiert, wie es seine Pflicht gewesen wäre, sondern stattdessen Fluchthilfe leistet. Francis 7 erschießt den Läufer und greift daraufhin Logan 5 und Jessica 6 an, denen die Flucht in den Untergrund der Stadt gelingt.

Durch ein Labyrinth verfallener und offenbar lange nicht benutzter technischer Anlagen gelangen Logan 5 und Jessica 6 über einen Aufzug in eine Eishöhle oberhalb der Stadt. Dort treffen sie auf den Roboter BOX. Von ihm erfahren sie, dass er alle bisherigen über 1000 Läufer, die denselben Fluchtweg benutzt haben, gemäß seiner uralten Programmierung eingefroren und dadurch haltbar gemacht hat. Um dem gleichen Schicksal zu entgehen, zerstört Logan 5 den Roboter. Er und Jessica 6 erreichen schließlich die Oberfläche und stoßen auf die von Pflanzen überwucherten Ruinen von Washington, D.C. Dort treffen sie einen graubärtigen Mann, der weitaus älter ist als die erlaubten 30 Jahre. Durch seine Existenz wird ihnen klar, dass die Altersgrenze ihrer Gesellschaft willkürlich geschaffen wurde und nur der Populationsbegrenzung innerhalb der Stadt dient. Auch wird ihnen klar, dass die künstliche Begrenzung keinen Sinn ergibt, da ein Leben außerhalb der Kuppelstädte jederzeit möglich wäre.

Plötzlich taucht Francis 7 auf, der den beiden die ganze Zeit über auf der Spur gewesen ist. Es kommt zum Kampf, in dessen Verlauf Logan 5 seinen unbelehrbaren Freund tötet. Logan, Jessica und der alte Mann kehren in die Stadt zurück, um den Einwohnern den Irrsinn der Erneuerung zu erklären, werden jedoch von den Sandmännern verhaftet. Beim anschließenden Verhör durch den Computer berichtet Logan von seinen Entdeckungen außerhalb der Kuppel. Da diese Berichte dem widersprechen, was der Computer als Tatsache ansieht, wird dieser überlastet und dadurch zerstört. Infolge der entstandenen Panik kommen die Bewohner frei und können die Kuppelstadt verlassen. Schließlich versammeln sich die geflüchteten Menschen staunend um den alten Mann.