Фильм начинается спустя пять лет после событий предыдущего фильма «Обитель зла: Апокалипсис». Одна треть США, находящаяся в карантинной зоне, разделёна от неинфицированной вооружённым патрулем. За прошедшие пять лет город Роккон был полностью уничтожен поле того, как на него было сброшено ещё две ядерные боеголовки, чтобы остановить распространение Т-вируса. Доктор Исаакс в поисках Элис передвигается со своей командой в бронированном фургоне.

Национальный канал новостей показывает, что инфекция распространилась в глобальном масштабе. Смерть и разруха царят на улицах.

История возвращается к бегству Элис, Карлоса Оливейра, Джилл Валентайн, Эл Джея и Энджи Эшфорд от корпорации Амбрелла в «Обители зла: Апокалипсис». Они останавливаются у бензоколонки, чтобы заправиться.

Здесь становится понятно, что из прошлой части остались все, кроме Энджи Эшфорт – она погибла при нападении зомби несколько часов назад. Все очень расстроены утратой и нуждаются в топливе для их транспортного средства и для своих организмов. Эл Джей и Джилл Валентайн грабят магазин, в то время как Элис и Карлос заправляются. На четвёрку нападают голодные зомби. Элис при помощи телекинеза удаётся убить некоторых мертвецов.

В 150 милях Клер Редфилд достигает вооружённой заставы в окрестности города Биркин, который, как и Роккон был опустошен после действий Амбреллы. Клер удаётся пройти заставу незамеченной охраной и зомби. Эмблема на стене показывает, что застава принадлежит корпорации. Клер берёт в заложники темнокожую медсестру Бетти, требуя провести её в необходимое помещение. Она ищет своего брата. Очевидно, это место играет важную роль в нахождении его местоположения. После того, как Клер неосторожно подводит Бетти к охране, заложница активизирует систему безопасности, которая регистрирует её присутствие. Клер поймана. Её допрашивают о причине проникновения.

Элис и команда едут дальше. Она использует свои телекинетические способности, чтобы обойти охрану заставы. Джилл взламывает систему безопасности и отключает её, выпуская на свободу подопытных мутантов, среди которых три OMEGA HUNTER и CHIMERA. Они начинают охотиться за добычей – людьми. В это время капитан Амбреллы, медсестра Бетти и Клер прячутся в подвале заставы, где их обнаруживает Элис со своей командой.

Капитан Амбреллы рассказывает, что существует антивирус OMEGA ANECDOTE, который возможно сможет остановить мутацию, вызывающую Т-вирусом. Единственная проблема состоит в том, что находится эта сыворотка в одной из лабораторий корпорации в Антарктиде. Элис соглашается пройти этот путь, чтобы добыть её. Все остальные тоже вынуждены пойти с ней, поскольку, по словам капитана, они умрут через три недели, если сыворотка не будет введена в их вены. Клер понимает, что это путешествие приблизит её в поиске брата. Таким образом, поездка начинается.

В середине пустыни Невады они сталкиваются с группой беженцев, среди которых Кумарт- девушка-боец, её бойфренд Майки, Карлик – низкорослый сквернословный пуэрториканец и счастливчик Покмарт. Они присоединяются к группе во главе Элис в надежде, что те приведут их к антивирусу и этот ужас закончится.
Оказывается, что доктор Исаакс выследил Элис. Он уже совсем близко, как и армия живых мертвецов, которая постоянно множится.

Заканчивается тем, что Исаакс и Элис вынуждены сражаться лицом к лицу с приближающейся армией зомби. Клер уводит прицеп от голодных мертвецов. Сражение оканчивается смертью доктора Исаакса и побегом Элис. После боя она находится на грани между жизнью и смертью, но будет спасена Клер. В дороге автоприцеп врезается в преграду, и уже кому-то будет не суждено продолжать этот путь. В пустыне выживших преследуют зомби и змеи.

Только небольшой горстке выживших удаётся добраться до заветного места в Антарктиде. Они входят в лабораторию и обнаруживают, что противоядие находится в крови мутанта OMEGA-XBA TYRANT. Это существо с лезвиями вместо рук было создано путём многочисленных экспериментов. Элис и компания начинают переливания крови в контейнеры. К несчастью для них, в ходе процедуры животное приходит в сознание и начинается кровавое сражение. Финал ужасен.