Es ist Sommer 1978, als der Kellner Jürgen Treske (Hendrik Duryn) zum Flugzeugentführer wird. Zusammen mit seiner – leider bisher unerfüllten - großen Liebe Anja (Sophie von Kessel) und deren Tochter Juliane (Fee Benz) besteigt er den Linienflug von Danzig nach Berlin-Schönefeld. Jedoch wird die Maschine nicht in Ostberlin eintreffen. Jürgen zwingt die Piloten mithilfe einer auf dem Flohmarkt erworbenen Spielzeugpistole zur Landung in Berlin-Tempelhof. „Westflug“ ist die Geschichte der „dreistesten Flucht, die je ein DDR-Bürger begangen hat“ (Focus), basierend auf einer wahren Begebenheit.
Michael (Oliver Mommsen) und Anja (Sophie von Kessel) lieben sich. Michael ist ein westdeutscher Bauingenieur; Anja wohnt in der DDR, in Ostberlin. Sie kellnert nachts im berüchtigten Café Moskau, das häufig von Westdeutschen besucht wird. Doch diese heimliche Liebe zwischen einer Ostdeutschen und einem Westdeutschen bleibt nicht lange unentdeckt. Die Stasi verbietet Anja jeglichen Kontakt zu Michael. Als sich die Verliebten nicht an die Anweisungen der Staatssicherheit halten, verliert Anja ihren Job und das Sorgerecht für ihre Tochter Jule (Fee Benz), soll ihr entzogen werden.
So gibt es nur noch einen Ausweg: Die Flucht in den Westen und damit in die Freiheit und in ein selbst bestimmtes Leben. Die Rahmenbedingungen der Flucht ändern sich jedoch, als sich auch Anjas ehemaliger Kellnerkollege Jürgen Treske (Hendrik Duryn) entschließt, dem Osten für immer den Rücken zu kehren. Jürgen ist ein Luftikus, der illegal mit Westgütern handelt. Aber nichts desto trotz ist er im Grunde ein feiner Kerl. Sein großer Traum ist es, einmal nach Kalifornien zu reisen. Ein anderer Herzenswunsch von ihm war es, Anja zu heiraten; doch diese sieht in ihm nur einen guten Kumpel. Da Anja Jürgen aus der Vergangenheit her zu Dank verpflichtet ist, kann sie Michael überzeugen, auch für Jürgen einen der kostspieligen falschen Pässe anfertigen zu lassen. Michael beschließt daraufhin, die Papiere für Anja, ihre Tochter und Jürgen persönlich zu ihnen nach Danzig zu bringen, anstatt – wie ursprünglich ausgemacht – im sicheren Westen auf seine Lieben zu warten.
Eine Entscheidung mit fatalen Folgen: Michael wird von der Stasi mit den gefälschten Papieren verhaftet. Ohne die falschen Ausweise bleibt Anja, Jule und Jürgen als einzige Möglichkeit, zurück in die DDR zu fliegen, wo sie mit ihrer sicheren Festnahme zu rechnen haben. Das Schicksal der drei DDR Flüchtlinge scheint besiegelt, bis es Juliane gelingt mit kindlich naivem Charme eine Plastikwaffe in das Flugzeug zu schleusen. In dem Moment, als die Maschine Richtung Ostberlin abhebt, wird Jürgen zum „bewaffneten“ Flugzeugentführer. In einer spektakulären Entführung schafft es Jürgen, die Piloten zu zwingen, mit der polnischen Linienmaschine in Westberlin zu landen. Es scheint als hätten Anja, Juliane und Jürgen es geschafft: Sie verlassen die Maschine und betreten, geografisch gesehen, westdeutschen, und juristisch gesehen, amerikanischen Boden. Denn Tempelhof unterstand damals dem US-Militär!