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In einem gewaltigen unterirdischen Bunker namens "Silo" lebt eine Gemeinschaft, ohne ihre Vergangenheit zu kennen. Die Aufzeichnungen darüber wurden angeblich vor 140 Jahren während eines gescheiterten Aufstands zerstört. Der Sheriff Holston Becker erklärt seinem Stellvertreter Sam Marnes, dass er "hinausgehen" möchte. Drei Jahre zuvor erhalten Holston und seine Frau Allison von ihrem Arzt die Erlaubnis, Allisons Empfängnisverhütung zu entfernen, aber sie können trotzdem nicht schwanger werden.
In dieser Zeit erfährt Allison von der Fruchtbarkeitsexpertin Gloria Hildebrandt von umstürzlerischen Ideen über das Silo. Zudem hilft sie dem IT-Spezialisten George Wilkins, ein verbotenes altes Laufwerk zu erkunden, das aus der Zeit vor dem Aufstand stammt. Allison erzählt einem skeptischen Holston, dass die Mächtigen sie belügen. Sie behauptet, das Bild der toten Außenwelt auf den Bildschirmen sei gefälscht. Als Beweis zeigt sie, dass sie ihre Verhütung selbst entfernt hat, was der Arzt nicht tat.
Allison verkündet, dass sie "hinausgehen" möchte, obwohl das Aussprechen dieser Worte verboten ist und zur Erfüllung dieses Wunsches führt. Sie verspricht, die Außenkameras des Silos zu reinigen, falls die Welt draußen schön ist. Entsprechend dem Pakt des Silos wird Allison in einem Umweltschutzanzug gekleidet und startet ihren endgültigen Weg nach draußen. Die Bewohner des Silos sehen zu, wie Allison die Kamera putzt und dann scheinbar tot zusammenbricht.
Zwei Jahre später untersucht Holston den Tod von George und trifft Juliette Nichols, eine Ingenieurin, die behauptet, George sei ermordet worden.
Holston erfährt von Juliette, dass ihr Geliebter George verbotene historische Relikte sammelte. Nachdem er entdeckt, dass George und Allison zusammenarbeiteten, willigt Holston ein, Nachforschungen anzustellen und verspricht Juliette, ihr ein Signal zu senden, wenn er etwas findet. Einige Monate später verlässt Holston das Silo und ist erstaunt, als er sieht, dass es draußen üppig und schön ist, wie Allison behauptet hatte. Er reinigt die Kamera, nimmt seinen Helm ab und kriecht laut Kameraaufzeichnung zu Allisons Leiche, bevor er stirbt. Bürgermeisterin Ruth Jahns erfährt, dass Holston eine Mitteilung hinterlassen hat, in der er Juliette als seine Nachfolgerin für das Amt des Sheriffs vorschlägt. Juliette weiß, dass George nach einer Tür suchte, und versucht, seine Schritte im nassen Grabungsbereich unter dem Silo nachzuvollziehen.
Bürgermeisterin Jahns und ihr Stellvertreter Sam machen sich auf den Weg hinunter, um Juliette auf Ebene 144 zu treffen. Während ihrer Reise begegnet Jahns Juliettes entfremdetem Vater, Dr. Pete Nichols, sowie ihrer Ingenieursfreundin, Martha Walker. Sie sucht Meinungen über Juliettes Charakter ein. Trotz der Missbilligung von Richterin Meadows und dem Leiter der IT, Bernard Holland, bietet Jahns Juliette die Position der Sheriff an. Juliette lehnt zunächst ab, ändert aber ihre Meinung, als sie Holstons Abzeichen erhält, auf dessen Rückseite das Wort "WAHRHEIT" eingraviert ist.
Juliette bittet Jahns, den Hauptgenerator für Reparaturen abzuschalten – etwas, das noch nie zuvor getan wurde. Während der Abschaltung zeigt der Bildschirm des Silos kurzzeitig eine lebendige grüne Landschaft der Außenwelt, aber niemand scheint dies wahrzunehmen. Die Mechaniker arbeiten hart daran, den Hauptgenerator wieder in Gang zu bringen.
Bevor sie ihre neue Stelle antritt, bittet Juliette Walker, eine Videokamera zu untersuchen, die sie unter Georges Relikten gefunden hat. In der Zwischenzeit gestehen Marnes und Jahns einander ihre Liebe. Leider bricht Jahns dann mit Blut im Mund zusammen.
Ruth Jahns ist tot. Marnes vermutet, dass sie vergiftet wurde und er eigentlich das Ziel war, da sie aus denselben Wasserflaschen getrunken hatten. Bernard, der als Bürgermeister Pro Tem fungiert, ernennt Juliette zur neuen Sheriff. Juliette bittet Marnes um Hilfe bei der Untersuchung von Georges Tod und bietet im Gegenzug Unterstützung bei der Aufklärung von Jahns' Tod an. Robert Sims von der Justiz teilt Marnes mit, dass Richterin Meadows bereit ist, Juliette als Sheriff zu entlassen. Marnes schlägt jedoch vor, Juliette solle von sich aus aufgeben. Später wird Marnes in seiner Wohnung angegriffen.
Juliette trifft in der Cafeteria auf Lukas, einen Bewohner, der oft spät dort verweilt. Sie entdeckt Holstons Akte über George, kann jedoch die von Holston konfiszierte Festplatte von George nicht finden. In einer Rückblende wird gezeigt, wie Juliette mit dreizehn Jahren ihr Zuhause verlässt, nachdem ihre Mutter Hanna und ihr jüngerer Bruder Jacob gestorben sind.
Sam Marnes wird tot aufgefunden. Paul Billings, der ursprüngliche Kandidat der Justiz für den Posten des Sheriffs, wird Juliette als Haupt-Stellvertreter zur Seite gestellt. Sandy, die im Büro des Sheriffs arbeitet, rät Juliette, Marnes‘ Mörder zu finden, ehe die Justiz einen Sündenbock bestimmt. Juliette entdeckt, dass Doug Trumbull, ein Mitarbeiter der Justiz, Beweise manipuliert hat, um den Bewohner Patrick Kennedy für Marnes‘ Mord verantwortlich zu machen. Sims offenbart Doug, dass sein Vater angeblich Hausmeister war, in Wirklichkeit jedoch einen geheimen und lebenswichtigen Job für das Überleben des Silos hatte. Sims tötet Doug, bevor dieser verhaftet werden kann, und Doug wird posthum für Marnes' und Jahns' Morde verantwortlich gemacht.
Juliette erfährt, dass Lukas des Nachts die Bildschirme in der Cafeteria beobachtet, um die Bewegung der „Lichter“ am Himmel zu studieren. Die Bewohner des Silos wissen nicht, dass diese Lichter Sterne sind. Walker zeigt Juliette, dass die Technologie des Camcorders fortschrittlicher ist, als im Silo erlaubt. Juliette holt eines von Georges Relikten hervor, um die Hoffnung auf eine Wiederaufnahme der Untersuchung seines Todes zu wecken.
Juliette sorgt dafür, dass ein Relikt in Dougs Wohnung gefunden wird, um damit eine Begründung zu haben, Regina Jackson zu verfolgen. Regina, die als vermeintliche Relikthändlerin bekannt ist, stellt sich als frühere Geliebte von George heraus, die Relikte für ihn kaufte. Sims erfährt von Georges Verbindung zu dem Relikt und stellt Juliette offiziell zur Rede. Bernard glaubt Juliette, dass sie das Relikt nicht platziert hat, fordert sie aber auf, die Ermittlungen zu Dougs Motiven für den Mord an Jahns und Marnes einzustellen. Zwischen Juliette und Billings kommt es zu Spannungen, da sie ihm nur schwer vertrauen kann. Dabei offenbart sie ihm, dass sie weiß, dass er das Syndrom hat, eine Erkrankung, die ihn eigentlich von seinem Amt als Stellvertreter disqualifizieren sollte. Regina erklärt Juliette, dass sie Georges Festplatte nicht bei der Gerichtsbarkeit gemeldet hat, jedoch "dem Mann, der alles weiß", nachdem er sie mit Drohungen gegen ihre Liebsten unter Druck gesetzt hatte. Regina überreicht Juliette ein wertvolles Relikt von George: ein Kinderreiseführer aus der Zeit vor dem Silo. Während Juliette das Buch in ihrer Wohnung durchblättert, wird sie von einem Überwachungsteam beobachtet. Dieses Team nutzt hochmoderne Kameras und Ausrüstung, die im Silo ihresgleichen suchen.
Sims ist Teil des Überwachungsteams und verfolgt Juliette über die Kameras. Juliette sucht die drogenabhängige Gloria auf, die auf Anordnung von Meadows sediert wird. Obwohl Juliette anbietet, als Sheriff zurückzutreten, sagt Meadows, dass sie den Befehl nicht rückgängig machen kann. Billings spricht Juliette darauf an, dass sie ihre Pflichten vernachlässigt; sie erzählt ihm von ihrer Ermittlung im Mordfall George und er beschließt, sie zu decken.
Lukas versucht, Juliette zu küssen, doch sie weist ihn zurück. Bernard teilt Juliette mit, dass er befürchtet, Meadows könnte gegen sie vorgehen, und ermutigt sie, einen Weg zu finden, um Meadows zu kontrollieren. Mit der Unterstützung ihres Vaters kann Juliette Gloria befragen und erfährt, dass sie zu den Flamekeepers gehört. Diese geheime Gruppe ist dem Bewahren der Vergangenheit verpflichtet, ihre Mitglieder werden jedoch systematisch getötet.
Juliettes Mutter freundete sich mit den Flamekeepers an, aber ihr Vater folgte den Anweisungen, um zu verhindern, dass sie Kinder haben. Juliette erkennt, dass hinter den Spiegeln in den Wänden des Silos Überwachungskameras versteckt sind. Sie findet George's Festplatte am Ort, den Holston in Glorias Zimmer genutzt hat. Als Sims' Truppende am Zimmer eintreffen, um Juliette zu verhaften, ist sie nicht mehr dort.
Judicial durchkämmt das Büro des Sheriffs auf der Suche nach der Festplatte, kann sie jedoch nicht finden. Juliette kontert, indem sie Billings' Wissen über den Pakt nutzt, um Sims vorübergehend festzunehmen. Während Sims in Gewahrsam ist, durchsucht Juliette sein Büro und entdeckt Akten über Hanna, Walker und Shirley Campbell. Hannas Akte offenbart, dass Judicials Überwachungskameras wussten, dass Hanna ein illegales Mehrlinsen-Vergrößerungsglas gebaut hatte. Hanna und Juliette hatten ursprünglich gedacht, Pete hätte dies Judicial mitgeteilt. Juliette versöhnt sich mit Pete, und er erklärt ihr, dass Hannas subversives Verhalten und der Selbstmord eine Reaktion auf den Tod von Jacob waren. Hanna glaubte, die Vergrößerungstechnologie hätte Jacobs Tod verhindern können.
Juliette gelingt es nicht, auf den Inhalt der Festplatte zuzugreifen; Lukas hat zu viel Angst zu helfen, und die Checkpoints von Judicial hindern sie daran, Walker zu erreichen. Bernard trifft auf Juliette und offenbart, dass er der wahre Verantwortliche für das Silo und für die Tode von Jahns und Marnes ist. Bernard und Sims nehmen Juliette fest, konfiszieren die Festplatte und behaupten fälschlicherweise, dass Juliette darum gebeten habe, "nach draußen zu gehen". In einem verzweifelten Versuch zu entkommen, springt Juliette mit der Festplatte die zentralen Treppen des Silos hinunter.
Juliette gelingt die Flucht vor den Kameras der Justiz und sie kann unerkannt bleiben. Währenddessen durchsucht Billings ihr Apartment und entdeckt ein Kinderreisebuch. Er behält eine Seite und verbrennt den Rest davon. Entschlossen, mehr herauszufinden, bricht Juliette in Sims' Wohnung ein. Dort nutzt sie seinen Computer, um an die Festplatte zu gelangen. Auf dieser befindet sich eine Videobotschaft von George, die er für sie aufgenommen hat.
In der Zwischenzeit wird Lukas von Bernard verhaftet, der durch die Seriennummer der Festplatte Juliette aufspürt. Sims und seine Männer stürmen zum Apartment, doch Sim's Frau hilft Juliette zu entkommen. Juliette sucht Patricks Hilfe und gemeinsam mit Danny, einem IT-Spezialisten, gelangt sie erneut an die Festplatte.
In George's restlichem Video sagt er ihr, dass er sie liebt und weist darauf hin, dass sie die Tür unter dem Silo finden muss. Mit diesem Hinweis sehen Juliette, Patrick und Danny ein weiteres Video, das eine frühere Reinigungsaktion zeigt. In dem Video ist ein üppig grünes Landschaftsbild zu sehen, mit Vögeln, die außerhalb des Silos fliegen.
Juliette bittet Danny, die Aufnahmen von außerhalb des Silos zu übertragen. Doch Bernard stoppt die Ausstrahlung schnell. Sims nimmt Billings in die Mangel und hinterfragt seinen Zustand. Später erklärt Billings seiner Frau, dass für ihn eine Ausnahme gemacht wird, damit er Sheriff bleiben kann. Juliette flieht zu Mechanical und spricht mit Walker, bevor sie verhaftet wird.
Bernard macht Juliette ein Angebot: Wenn sie freiwillig nach draußen geht, wird er ihr verraten, was mit George passiert ist und sicherstellen, dass Mechanical nicht bestraft wird. Bernard zeigt ihr Aufnahmen, auf denen George zu sehen ist, wie er von den Treppen springt, um einer Befragung zu entgehen. Er zerstört die Festplatte, stellt den Datenträger jedoch wieder her, nachdem Juliette eine Tür unter dem Silo erwähnt.
Bernard verurteilt Lukas zur Arbeit in den Minen. Als Juliette nach draußen geht, zeigt das Display in ihrem Helm das gleiche Bild einer üppigen Landschaft wie beim vorherigen Reinigungsakt. Doch sie durchschaut die Täuschung und erkennt, dass die Realität die trostlose Aussicht auf den Bildschirmen des Silos ist. Dank Walker, der dafür gesorgt hat, dass das Hitzeschutzband in Juliettes Anzug von außergewöhnlicher Qualität ist, stirbt sie nicht. Stattdessen klettert sie aus dem Krater, der das Silo umgibt, und verschwindet aus dem Blickfeld der Bewohner.
Draußen sieht sie Dutzende ähnliche Krater, in jedem ein Silo, sowie eine zerstörte Stadt am Horizont.