Na década de 1960, Maggie (Christina Ricci), Kate (Kelli Garner), Colette (Karine Vanasse) e Laura (Margot Robbie) são comissárias de bordo da empresa aérea Pan Am. Nesta altura em que as viagens de avião representam o máximo do luxo, Pan Am é o maior nome do negócio.
Os aviões são glamourosos, os pilotos são verdadeiras estrelas do rock, e as hospedeiras são as mais desejadas mulheres do mundo. Além de jovens e bonitas, elas precisam ser educadas, cultas, refinadas e muito bem treinadas para bem representar a companhia. Mas nem todo o treino pode prepará-las para as surpresas da vida.