费城一个毫无征兆的宁静早晨,前联合国调查员盖瑞·雷恩(布拉德·皮特 Brad Pitt 饰)驾车载着妻子凯伦(米瑞·伊诺丝 Mireille Enos 饰)和两个女儿蕾切尔(Abigail Hargrove 饰)、康妮(Sterling Jerins 饰)外出。谁知原本快乐的气氛很快变为恐慌与死亡所替代,连环的爆炸,惊恐逃散的人群,无序的车祸以及啃咬他人的丧尸,繁华大都会转瞬沦陷。盖瑞费尽九牛二虎之力带着妻女逃生,最终逃到联合国副秘书长所在的航母上,进而得知包括美国总统在内的数名大国首脑均已死亡,丧尸病毒业已蔓延全球。为了阻止世界毁灭,格里无奈受命,和来自哈佛的病毒学博士法斯巴克(Elyes Gabel 饰)前往病毒的源头之地寻找解除危机的办法。 这是一场几乎完全没有希望且充满磨难的征程,世界命运危在旦夕……
1850年,南太平洋,美国公证人亚当·尤因(吉姆·斯特吉斯 Jim Sturgess 饰)在船上被不明寄生虫病折磨,他用日记记录下自己所见所闻;1931年,苏格兰,落魄青年罗伯特·弗罗比舍(本·卫肖 Ben Whishaw 饰)为音乐大师记录曲谱,受到半本旅行日记的启发创作出了恢宏壮阔的《云图六重奏》;1975年,美国加州,小报记者路易莎·雷(哈莉·贝瑞 Halle Berry 饰)冒着生命危险调查一桩核电站丑闻,在老唱片店她被一首不知名的乐章打动;2012年,英国伦敦,被囚禁在养老院的出版商蒂莫西·卡文迪什(吉姆·布劳德本特 Jim Broadbent 饰)揣着一叠由女记者写成的纪实文学,打算将自己的“越狱经历”拍成电影;乌托邦未来,首尔,餐厅服务员克隆人星美-451(裴斗娜 Doona Bae 饰)开始形成自我意识和反抗人类,她在人类图书馆看了一部飞跃老人院的电影;文明毁灭后的未来,夏威夷,牧羊土着扎克里(汤姆·汉克斯 Tom Hanks 饰)对高科技文明的先知心怀敌意,他的部落唯一相信的女神叫星美…… 不同的人物、场景和事件在时空中更迭变幻,不变的是每个主角身上都带有彗星形状的胎记。它像亘古灵魂的烙印,将人性中的反抗精神代代延续,最终织成一幅浩瀚璀璨的云图。