Da Beth (Gwyneth Paltrow) vender hjem efter en forretningsrejse i Hongkong, udvikler det, hun troede var jetlag, sig i en langt mere ondartet retning. To dage senere dør hun, og lægerne fortæller hendes chokerede mand (Matt Damon), at de ikke aner hvorfor.
Snart spreder den mystiske smitte sig på tværs af grænser, og mens dødstallene stiger til hundredtusinder, går et korps af eksperter i gang med at bekæmpe truslen.
Dr. Ellis Cheever (Laurence Fishburne) leder efter en vaccine, en ung læge (Kate Winslet) sendes i marken for at minimere smittefaren, og en WHO-udsending (Marion Cotillard) jagter virussens kilde. Imens sætter en blogger (Jude Law) en epidemi af paranoia i gang. Spørgsmålet er nu, om man redder sig selv eller andre i et samfund i opløsning.
