James Dunworthy, membre du corps professoral du département d’histoire d’Oxford, entre dans une chambre d’observation où son amie, Mary Ahrens, regarde les préparatifs pour envoyer un historien nommé Kivrin à 1320. La politique a été de ne pas envoyer d’historiens à la période médiévale en raison de le danger pour l’historien, mais le chef du département, M. Basingame, est hors de la ville et a laissé un membre du corps professoral nommé Gilchrist en charge. Gilchrist a annulé la politique pour permettre à Kivrin de partir.
Dès qu’elle a traversé le filet, Dunworthy et Mary se rendent dans un pub voisin pour attendre que Badri, la technologie en charge du largage, obtienne une solution définitive sur l’emplacement de Kivrin afin qu’elle puisse être récupérée dans deux semaines. Dunworthy avoue être très inquiet car des baisses à des époques aussi lointaines n’ont pas été tentées. Pendant que Mary le rassure, Badri se précipite, marmonne à propos d’un problème et se précipite avec Dunworthy et Mary à sa poursuite. Au laboratoire, Badri dit qu’il a une solution sur l’emplacement de Kivrin mais répète qu’il y a un problème, puis s’évanouit sur la console. Mary, médecin, appelle un transport médical et Dunworthy se rend à l’hôpital avec Badri. Là, il est déterminé que Badri a un virus et toute l’équipe est mise en quarantaine pendant un certain temps. Lorsqu’un deuxième cas est signalé, toute la ville est mise en quarantaine et l’équipe est libérée avec l’ordre de revenir le lendemain.
Pendant ce temps, Kivrin arrive et décide qu’elle est au bon moment de l’année mais qu’il n’y a rien pour dire définitivement qu’elle est en 1320 et se rend compte qu’elle est arrivée à une courte distance de la route sur laquelle elle s’attendait à être larguée. Elle commence à essayer de déplacer ses biens, y compris un chariot, sur la route, mais découvre bientôt qu’elle se sent mal. Elle s’évanouit et les jours suivants passent dans un délire de fièvre et de douleur. A son réveil, elle feint l’amnésie et s’attache rapidement à deux petites filles de la maisonnée. Elle sait qu’il y a un problème, mais des jours passent avant qu’elle ne se rende compte que la famille est venue dans ce village isolé pour tenter d’échapper à la peste. Ce n’est qu’alors que Kivrin apprend qu’elle a raté la cible de plusieurs années et qu’elle se retrouve au milieu de la peste noire de 1348.
Pendant ce temps, la peste balaie le présent et Dunworthy n’est que l’un des centaines qui tombent malades. Comme dans les années 1300, les victimes blâment beaucoup de choses pour les maladies jusqu’à ce qu’on découvre finalement que le virus est né lors d’une fouille archéologique d’un cimetière d’église des années 1300. Gilchrist, en réaction à la demande du public, ferme le laboratoire de voyage dans le temps, et Dunworthy sait que Kivrin est maintenant bloqué dans les années 1300. Avec les encouragements du petit-neveu de Mary, un jeune garçon nommé Colin, Dunworthy rassemble une équipe pour monter une mission de sauvetage. La nouvelle baisse est réussie et Dunworthy localise Kivrin, mais pas à temps pour sauver les propres jours cauchemardesques de Kivrin de soigner les dizaines d’habitants du village et de les voir tous mourir. Vaccinée contre le virus avant son voyage sur le net, Kivrin est la seule survivante. Alors qu’elle, Dunworthy et Colin se préparent à revenir en 2054, Kivrin dit qu’elle est toujours heureuse d’être venue car elle seule peut témoigner de la vie de ceux qui sont morts.