Cuando Beth Emhoff (Gwyneth Paltrow) regresa a Minneapolis de un viaje de negocios en Hong Kong, lo que pensó que era solo jet-lag se transforma en algo fatal. Dos días después, muere en la sala de urgencias y los doctores le dicen a su impactado y desconsolado esposo (Matt Damon) que no tienen idea de la causa. Pronto, otros sufren los mismos síntomas misteriosos: tos seca y fiebre, seguidas de ataques y hemorragia cerebrales… y finalmente la muerte. En Minneapolis, Chicago, Londres, París, Tokio y Hong Kong, los números se multiplican con rapidez: un caso se convierte en cuatro, luego dieciséis, luego cientos, miles, a medida que el contagio pasa todas las fronteras, impulsado por las innumerables interacciones humanas que componen el curso de un día cualquiera. Una pandemia mundial estalla. En los Centros de Control y Prevención de Enfermedades norteamericanos, los investigadores se movilizan para descifrar la clave de un virus biológico único que continúa mutando. A medida que va creciendo el número de víctimas y la gente lucha por protegerse a sí misma y a sus seres queridos en una sociedad en descomposición, un bloguero y activista (Jude Law) declara que al público no se le está diciendo la verdad sobre lo que realmente está pasando, y desencadena una epidemia de paranoia y miedo tan infecciosa como el mismo virus.