Lejos en el futuro, Los Ángeles se ha inundado y está gobernada por la república malvada y totalitaria. El criminal más buscado en esta sociedad es Day, de quince años, un niño sin hogar que roba para sobrevivir y ayudar a los pobres, y socava el esfuerzo de guerra de la República contra las Colonias mediante el vandalismo. Day vive con su amiga Tess en el sector pobre de Lake. Day ocasionalmente revisa a su familia, que cree que está muerto (con la excepción de su hermano mayor, John). Un día, se entera de que su hermano de diez años, Eden, ha sido infectado con una nueva cepa de la plaga, una enfermedad que actualmente está causando estragos en la República.
Mientras tanto, June Iparis estudia y se mete en problemas en la Universidad Drake. June es una niña prodigio de quince años que obtuvo una calificación perfecta en su Prueba, la prueba que los niños toman a los diez años y que determina cuál será su trabajo en la República. Está suspendida por escalar un rascacielos cerca del campus. Su hermano Metias y su chofer, Thomas, la llevan a casa. Metias Iparis es un joven capitán del ejército que ha criado a June desde que sus padres murieron en un accidente automovilístico hace varios años.
Day irrumpe en el Hospital Central de Los Ángeles para robar medicamentos contra la peste para su familia. Sin embargo, el hospital está fuera de la cura y solo puede robar los supresores más débiles. Está a punto de escapar cuando Metias, que ha sido enviado para vigilar una entrega importante, lo detiene. Day le clava un cuchillo en el hombro y se escapa. En su prisa por salir, Day deja su colgante especial.
Esa noche, Thomas llega a la casa de June y le dice que Metias está muerta. El exjefe de Metias, el comandante Jameson, hace los arreglos para que June se gradúe temprano de Drake para poder ayudar a atrapar al asesino de Metias, Day. Aunque está devastada por la muerte de su hermano, June investiga la escena del crimen y concluye que Day le estaba robando la plaga a alguien que conoce. Ella hace correr la voz en los sectores pobres de que Day debería llegar al «lugar de los diez segundos» si quiere comprar una cura para la peste. El puesto de diez segundos es un banco que Day robó en un espectacular atraco que tuvo lugar en solo diez segundos.
Day sospecha que se trata de una trampa, pero va de todos modos con la esperanza de conseguir la cura. Instala los altavoces en el banco para poder hablar con June sin revelar su ubicación. Hablan, y él huye cuando ve el nudo con el que June ató su capa y se da cuenta de que ella es una agente de la República. June aprende de su acento que Day es del sector del lago. Esa noche, Day y Tess descubren una extraña placa de metal debajo de un muelle.
June, Thomas y el comandante Jameson interrogan a un espía de las Colonias, un país rival al otro lado de lo que ahora es Estados Unidos. June está consternada por la violencia con que Thomas golpea al prisionero. Al día siguiente, June se disfraza de pilluelo de la calle y se dirige al sector del lago, con la esperanza de obtener más información sobre Day. Ella se tropieza con una pelea de Skiz, una pelea callejera en la que los espectadores pueden apostar. La multitud intenta obligar a la escuálida Tess a pelear, pero June interviene y se deja llevar por ella misma. Ella vence a Kaede, la campeona anterior. Sin embargo, Kaede saca un cuchillo escondido y la apuñala. De acuerdo con las reglas de las peleas de Skiz, un luchador debe seguir compitiendo hasta perder. Day rescata a los heridos de June de más peleas al detonar una bomba de polvo. Se escapan y Tess la cuida hasta que recupera la salud.
Durante los próximos días, June comienza a disfrutar de la compañía de Day y Tess. Ella tiene algunos momentos íntimos con Day y finalmente se besan. Poco después del beso, June ve a Day alcanzar su colgante y se da cuenta de su identidad. Ella confirma su identidad siguiéndolo cuando se escabulle para visitar a Eden (que se está poniendo más enfermo) y al resto de su familia. Ella le dice a Thomas, quien envía un gran cuerpo de soldados a la casa de la familia de Day, con la esperanza de atraerlo. June lo envía allí, creyendo que la captura no será violenta. Sin embargo, Day intenta luchar contra los soldados, y Thomas toma represalias disparándole a sangre fría a la mamá de Day. John y Day son encarcelados y Eden es enviado al frente de guerra por una razón desconocida.
En prisión, June interroga a Day sobre el asesinato de Metias y sus otros crímenes. Si bien admite los delitos no violentos, insiste en que es inocente del asesinato y que está seguro de que solo apuñaló a Metias en el hombro. Aunque June está furiosa por Metias, muestra algo de compasión. Mantuvo a Tess alejada del enfrentamiento en la casa de Day para evitar que la arrestaran, y se disculpa por la muerte de su madre. Cuando Day es trasladado a una nueva celda, ve una bolsa para cadáveres marcada con el símbolo de la plaga y se pregunta si la República está propagando la plaga a sus ciudadanos a propósito.
Junio va a un baile elegante para celebrar la captura del día. Thomas la lleva a casa e intenta besarla, pero June siente repulsión por su personalidad violenta. Esa noche, revisa el examen de prueba del día y se da cuenta de que, al igual que ella, obtuvo una puntuación perfecta. Sin embargo, los registros muestran que fracasó y fue enviado a un campo de trabajo donde murió de viruela a los diez años. Ella se da cuenta de que la República falsificó su puntuación para deshacerse de él.
Day es condenado a muerte, lo que inspira protestas en el sector militar de la ciudad Batalla. El comandante Jameson lo tortura obligándolo a permanecer al sol durante dos días. Durante este tiempo, June le trae comida y agua y le pregunta sobre sus primeros años de vida. Ella se sorprende cuando él le dice que los niños que no aprueban el juicio son asesinados de forma rutinaria y que sus registros son incorrectos porque escapó después de ser llevado a un laboratorio para realizarle dolorosas pruebas. También le dice que cree que la República está propagando la plaga a propósito. June piensa en esto. Mientras tanto, cientos de manifestantes se reúnen frente a Batalla Hall, el cuartel general militar. June se horroriza cuando Thomas y el comandante Jameson ordenan que les disparen. Cuando intenta intervenir, Thomas la empuja al suelo.
Thomas interroga a Day sobre si conoce algunos espías de los Patriots, un grupo de resistencia afiliado a las Colonias. Solo reconoce a uno: Kaede, la chica de la pelea de Skiz. Esa noche, Thomas le ruega a June que lo perdone por presionarla. Ella lo ignora y en su lugar revisa las fotos de la escena del crimen del asesinato de Metias. Se da cuenta de que Thomas cometió el asesinato, probablemente por orden del gobierno, y el comandante Jameson lo encubrió. Al día siguiente, visita a Day y se reconcilian.
June vuelve a leer los diarios de Metias y encuentra un mensaje codificado que la lleva a un blog. En el blog, Metias registró su descubrimiento de que sus padres fueron asesinados. El gobierno hizo esto porque su padre descubrió que la República usa la plaga para eliminar los genes débiles de la población. En la entrada final, escribe que Thomas descubrió lo que sabe. June reflexiona y luego decide ayudar a Day a escapar. Day le dice que Kaede es una patriota, y June acude a ella en busca de ayuda. Planean crear una distracción y usar a Patriots vestidos como soldados para liberar a John y Day el día de la ejecución de este último. Sin embargo, el comandante Jameson adelanta la fecha, lo que les impide llevar a cabo el rescate según lo planeado.
June intenta rescatarlos por su cuenta, pero Thomas la detiene cuando descubre que falta una bomba eléctrica, una bomba que desactiva las armas. June robó la bomba y se la dio a Kaede para que la usara en el rescate. Justo cuando Thomas está a punto de darse cuenta de que June es culpable, los Patriots aparecen y detonan la electrobomba, provocando un motín entre las personas que han acudido a presenciar la ejecución. June usa el caos para rescatar a Day y John. Sin embargo, Day recibió un golpe en la cabeza y no puede caminar. John se sacrifica para que June y Day puedan escapar con los Patriots, que se los llevan en motocicletas. Los Patriots dejan junio y día libre en Valencia, en las afueras de la República. Deciden ir a Las Vegas, un bastión de las Colonias, para ver a Tess, que se ha unido a los Patriots. Después de eso, irán al frente de guerra para rescatar a Eden.