フィラデルフィアの静かな朝、何の前触れもなく、元国連調査官ゲイリー・レーン（ブラッド・ピット演じる）は妻カレン（ミレイユ・イーノス演じる）と二人の娘レイチェル（アビゲイル・ハーグローブ）、コニー（スターリング・ジェリンズ）を車で外出させた。予想外にも、当初は幸せな雰囲気はすぐにパニックと死へと置き換えられ、連続爆発、恐怖の中で逃げる人々、無秩序な交通事故、そして他人に噛みつくゾンビなどにより、繁栄していた大都市は一瞬のうちに崩壊した。ゲイリーは妻と娘とともに全力で逃亡し、ついに国連副事務総長がいる空母に逃げ込んだが、その後アメリカ大統領を含む数人の権力者が死亡したことを知った。そしてゾンビウイルスが世界中に蔓延したことを。世界の破滅を防ぐため、ジェリーはしぶしぶ、ハーバード大学でウイルス学博士号を取得したファスバック（エリーズ・ガベル）とともにウイルスの発生源に赴き、危機を終わらせる方法を見つけるよう命じられた。これはほとんど絶望的で苦難に満ちた旅であり、世界の運命がかかっています...