Raccoon City es una remota comunidad en las montañas que de repente se ve acosada por una serie de horrendos asesinatos en los bosques que la rodean. Corren extraños rumores que describen los ataques de feroces criaturas, algunas con apariencia humana y otras no. Al parecer, las víctimas son devoradas por sus atacantes. En el epicentro de esas muertes, se encuentra una siniestra y aislada mansión que pertenece a la misteriosa compañía Umbrella. Durante años, Umbrella ha trabajado en secreto en investigaciones relacionadas con la genética, investigaciones que, ahora, parecen haber tomado un camino inesperado y terrible.
En la Colmena, un centro subterráneo de investigación genética, se puede ver en primera toma un cientifico que guarda en una maleta el Virus-T (Azul) y el antivirus (verde) en tubos de cristal, cuando sella la maleta y se dispone a salir, este toma el virus y lo lanza y se rompe. Sellada la puerta por donde salió, se puede ver que del virus-T es expúlsado un vapor que entra en los ductos de aire acondicionado, haciendo que el Virus-T se expulse en toda la Colmena, como respuesta la Reina Roja, el superordenador que controla el complejo, ha sellado toda la instalación y matando a los empleados. Alice (Milla Jovovich) se une a un comando de Umbrella Corporation, los mismos dueños de la Colmena, para aislar el virus, formado por One (Colin Salmon), Rain (Michelle Rodríguez), Kaplan (Martin Crewes), J.D. (Pasquale Aleardi), una médico (Liz May Brice) y dos gemelos. Junto con ellos irá el misterioso Spencer (James Purefoy), el extraño marido de Alice y Matt (Eric Mabius), un ecologista con algún que otro secreto. Alice, Spencer, Matt y el comando tienen 12 horas para desconectar a la Reina Roja y salir con vida.
El comando esposa a Matt y lo dejan con J.D. y Rain en un cuarto grande de jaulas, mientras el resto trata de desconectar a la Reina Roja. One, la médico y los gemelos entran a un pasillo para desconectarla mientras Alice, Spencer y Kaplan la obligan a darles la contraseña de la puerta, pero esta se cierra y de las paredes sale un rayo láser que le corta media mano a un gemelo y decapita a la médico, sale otro rayo y mata a los gemelos, sale un tercer rayo cuadriculado y corta a One. Alice y Kaplan entran al pasillo lleno de cadáveres y logran desconectar a la Reina Roja, quien les advierte que moriran.
Mientras, Rain oye un ruido y decide investigar, encuentra un zombi, pensando que es un superviviente, llama a J.D. quien llega con Matt pero el zombi la muerde en la mano, J.D. Rain dispera contra el zombi en una pierna pero no le pasa nada hasta que Rain le dispara con su metralleta y lo derriba, con el ruido de los disparos llegaron Alice, Spencer y Kaplan, de pronto, salen cientos de zombies, Matt aprovecha la distracción para liberarse de las esposas y Kaplan le dicta la contraseña de la puerta a J.D. para poder escapar pero detrás de la puerta había más zombis y cuándo J.D. la abrió estos se lo comieron e infectaron. Alice, Matt, Spencer, Rain y Kaplan quedaron rodeados de zombis en el cuarto del pasillo de la Reina Roja, Alice vuelve a conectar a la Reina Roja para que les diga cómo salir amenazandola con desconectarla otra vez.
Mientras tanto, un mutante (Licker) que estaba en una de las jaulas del cuarto en donde habían estado Matt, Rain y J.D., escapó. El reducido grupo escapó por un compartimiento lleno de zombis, mordieron a Kaplan y otra vez a Rain, escaparon por las tuberías y Kaplan se separó. Alice recordó que había una cura para contrarestar los efectos del virus, porque si un zombi mordía a alguien, éste se convertiría en uno de ellos. Alice, Matt, Spencer y Rain entraron a un cuarto inundado donde estaba la cura, pero Alice no la encontró. De pronto, Spencer reveló que él había liberado el virus y que la cura estaba en el tren que los sacaba de la Colmena, pero del agua salió un zombi y lo mordió, Spencer mató al zombi, salió del cuarto y lo cerro dirigiéndose al tren para inyectarse el antivirus pero el licker llegó, lo devoró e infecto.
De pronto se abrió la puerta del cuarto en donde estaban Alice, Matt y Rain y detrás de ella salió Kaplan. Los cuatro se dirigieron al tren que los llevaba de vuelta a la mansión Spencer. Alice agarró el antivirus al lado del cadáver de Spencer y se lo inyectó a Rain y a Kaplan pero Rain necesitaba doble dosis porque la habían mordido dos veces, el tren avanzó pero el licker los alcanzó, rompió la compuerta de la cabina, agarró a Kaplan y se lo llevó, Rain se convirtió en zombi y Matt la mató. Alice y Matt quemaron al licker pero éste rasgó a Matt en el hombro. Después éste empezó a mutar y agentes de Umbrella Corporation lo cogieron para el proyecto Némesis. Alice despierta en el hospital de Raccoon city se pone una bata y sale afuera toma un arma y se ve el desastre en la ciudad.