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Gerry Lane (Brad Pitt) es un antiguo Corresponsal de la comisión de Posguerra de la ONU que vive con su mujer (Mireille Enos) y sus dos hijas en Filadelfia. En una mañana cualquiera con un gran atasco en la ciudad. De repente se empiezan a escuchar gritos. Gerry sale del coche para ver qué ocurre, pero un policía le pide que vuelva a entrar en el coche. Segundos después ese mismo policía esarrollado por un camión conducido por un Zombie y Gerry aprovecha que el camión abre el paso para huir, junto a su familia.De repente se muestra una ciudad de Filadelfia que está siendo atacada por zombies, Por ende Gerry junto a su familia deciden escapar de la Ciudad y aun así logra contar cuanto tiempo tarda una persona en convertirse en zombie que es de doce segundos.
Gerry recibe una llamada deThierry Umutoni (Fana Mokoena), su antiguo amigo y actual Secretario general adjunto de las Naciones Unidos. Éste le pide que vuelva a colaborar con la ONU para descubrir qué está pasando. Y a cambio les proporcionara a su familia alojamiento seguro en un buque militar. Gerry acepta, pero antes deberán esperar a que amanezca. Para ello deciden pasar la noche en unos apartamentos de una ciudadpróxima en los que conocen a una familia Portuguesa. Gerry conversa con ellos tratando de ayudarlos para que escapen con el, debido a que el Virus se ha expandido completamente por los Estados Unidos. Ellos no están de acuerdo y se quedan. El amanecer llega y los Lane se despiden y suben al ático, dónde les espera un helicóptero . De camino a él serán perseguidos por zombies. Por suerte, el pequeño dela familia con la que han pasado la noche llamado Tomas logra huir de casa antes de que los zombies ataquen a sus padres. y por suerte puede viajar con los Lane a dicho buque. A partir de esto Tomas es adoptado por Gerry y su Esposa.
En el buque, situado frente a la costa de Nueva York, un equipo de científicos,médicos,profesores y militares están analizando el alcance de la epidemia en todo elmundo. Thierry le dice a su amigo Gerry que el presidente de los Estados Unidos murió intentando salir de la ciudad y que el vicepresidente está desaparecido. Un joven virólogo de la Universidad de Harvard el doctor Andrew Fassbach, sostiene que la plaga es un virus, cuyo origen debe ser encontrado para desarrollar una vacuna. Debido a su experiencia como ex-investigador de la ONU, Gerry tiene latarea de ayudar a investigar el virus y ayudar a Fassbach a encontrar la fuente del brote. Después de que el Capitán Mullenaro amenazo con poner en Gerry y su familia fuera de la nave si no los ayuda, finalmente Gerry acepta dudosamente volar a Camp Humphreys, una base militar localizada en Corea del Sur, donde se utilizó supuestamente por primera vez la palabra "zombi", en referencia al brote.Antes de irse, le dice adiós a su familia y le da a su esposa un teléfono por satélite para que se puedan mantener en contacto.
Al llegar a la base con Fassbach y un equipo SEAL de escolta, son atacados y algunos mueren al igual que Fassbach que acciono su arma y se suicido accidentalmente. En la base Gerry interactua con los supervivientes y ellos afirman que los zombis se sienten atraídos por elsonido. El líder conocido como el sargento Speke también informa a Gerry que un residente local mordió al médico de la base, y le muestra un cuarto de varios cuerpos incinerados, donde los soldados vieron por primera vez el brote. Gunter Haffner, un ex-agente de la CIA encarcelado por traición ya que facilito una venta de armamento ilegal a Corea del Norte, le dice a Gerry que debe ir a Jerusalén,donde el Mossad israelí junto al gobierno estableció una zona de seguridad justo antes del brote de la epidemia, lo que implica que Israel podría haber tenido conocimiento previo.
Mientras Gerry y su equipo van de vuelta al avión, son fuertemente custodiados por francotiradores. De vuelta en el barco, Karen llama a Gerry, sin saber su situación. El sonido del teléfono móvil atrae a los zombis....