Über dem smogverseuchten Los Angeles kreist Frank Murphy (Roy Scheider) mit seinem Hubschrauber "Blue Thunder", um von der Luft aus für Ordnung in der Stadt zu sorgen. Die Maschine ist mit allermodernster Überwachungstechnik und sechs 20mm Bordkanonen ausgerüstet. Als Murphy durch einen brutalen Mord die geheime Staatsverschwörung "Thor" gegen politisch unliebsame Bürger entdeckt, merkt er, dass er mit seinem "Blue Thunder" nicht nur als Datensammler, sondern vor allem als Vollstrecker von Todesurteilen eingesetzt wird. Sein Gewissen alarmiert ihn. Er wird in einen Privatkrieg gegen "Thor" gezwungen, und über den Wolkenkratzerschluchten von Los Angeles beginnt eine mörderische Jagd.