O filme se passa em Nova York. A detetive policial Rayme Sullivan não consegue parar de pensar no terrível acontecimento que ocorreu em sua vida quando ela ainda era uma menina. O fato é que, há trinta anos, seu pai, Frank Sullivan, faleceu. Raymi ainda mora na casa onde passou a infância. Por acaso, em um dos quartos abandonados, ela encontra um rádio artesanal muito antigo, que seu pai costumava usar quando era radioamador. Raymi resolveu experimentar e iniciou uma sessão de rádio. Devido à aurora polar anômala, que naquele ano estava excepcionalmente ativa, Raimi percebe que conseguiu sintonizar uma onda de rádio para se comunicar com seu pai falecido justamente no período anterior à sua morte. Raimi avisa o pai sobre o perigo que o ameaça; a princípio, Frank não acredita nela, mas quando, no dia seguinte, algumas de suas previsões sobre coisas menos importantes se concretizam, ele passa a dar ouvidos à filha e, assim, evita a morte. Já a Raymi começa a ter outras lembranças, que, em um emaranhado paradoxal, se misturam com as antigas. Agora, o pai morre de câncer que atingiu seus pulmões, já que ele era um fumante inveterado. E sua esposa, Julia — mãe de Raymi, que trabalha como enfermeira -, morre nas mãos de um assassino em série conhecido como “O Rouxinol”. Na versão anterior da vida, as vítimas do Rouxinol eram apenas três enfermeiras, mas agora passam a ser dez, incluindo a própria mãe de Raymi. Ao perceber que a salvação de Frank se tornou o início de uma cadeia de novos acontecimentos na linha do tempo de “Ondas de Rádio” — o que chamam de “efeito borboleta” -, pai e filha decidem a todo custo, localizar esse maníaco para impedir que se concretizem os acontecimentos que levaram à morte de Júlia e de outras vítimas inocentes do Solovie. Pai e filha mantêm constantemente sua comunicação mística via rádio, já que Frank tem uma carteira na qual estão preservadas as impressões digitais do maníaco. Mas essa atividade faz com que que Soloviev comece a caçar o próprio Frank, e agora, na 1ª temporada da série “Radio Wave”, o pai de Raymi volta a correr perigo de morte. Além de tudo isso, o caso se complica ainda mais pelo fato de a polícia começar a suspeitar que o próprio pai de Raymi seja o assassino psicopata, tentando conduzir sua própria investigação. Diante de Frank enfrenta uma alternativa sombria: morrer nas mãos de um psicopata ou ser acusado de assassinatos em série… Dessa situação confusa e sem saída, há apenas uma saída possível: Frank precisa se encontrar com o Soloviev antes do assassinato de sua esposa… Será que a filha e o pai conseguirão impedir a morte da amada esposa e mãe, o que acontecerá depois, se conseguirão usar suas habilidades místicas para investigar outros crimes misteriosos e não resolvidos, e que impacto todas essas circunstâncias terão na vida e na carreira da própria Raymi?
