USA. Beth (Gwyneth Paltrow) umiera tuż po powrocie z Hongkongu. Lekarze nie potrafią powiedzieć Mitchowi (Matt Damon), co zabiło jego żonę. Wkrótce całą planetę ogarnia pandemia. Nieznany wirus szybko się rozprzestrzenia, zbierając śmiertelne żniwo. Pracownica WHO, doktor Leonora Orantes (Marion Cotillard), lekarze oraz naukowcy, w tym Erin Mears (Kate Winslet) i Ellis Cheever (Laurence Fishburne), próbują ocalić ludzkość przed zagładą. Zadanie to wydaje się ich jednak przerastać. Świat tymczasem pogrąża się w chaosie, do czego przyczynia się też działalność blogera i zwolennika teorii spiskowych, Alana Krumwiede'a (Jude Law). Twierdzi on, że władze ukrywają przed ludźmi prawdę na temat skutecznego leku.