Kara Kutu, Dubai’den Paris’e giden bir yolcu uçağının düşmesiyle başlayan kazayı çözmeye çalışan bir kara kutu analistinin hikayesini anlatıyor. Mathieu, enkazdan gelen kayıtları tek tek inceleyip düşüşün nedenini anlamaya çalışıyor. İlk bulgular, sıradan bir arızaya işaret etmiyor. Elde ettiği ses kayıtları ve teknik veriler, onu şirket içindeki isimlerle karşı karşıya getiriyor. Mathieu, özellikle Philippe ve Xavier’in yönlendirmelerine güvenmiyor ve soruşturmayı kendi yöntemleriyle derinleştiriyor. Evinde Noémie’yle birlikte çalışırken yeni ayrıntılar buluyor, ama her yeni ipucu onu daha da riskli bir alana itiyor. Kazanın ardındaki bağlantıları açığa çıkarmak için sınırı zorluyor.