Shi Yoo (interpretado por Gong Yoo), gestor de fundos numa corretora, é uma figura impoluta e competente, mas também alguém que privilegia o lucro em detrimento dos princípios. A sua esposa rompe com ele por esta razão, e a filha, Soo-an (interpretada por Kim Soo-an), cada vez mais desiludida com o egoísmo do pai, decide mudar-se para Busan para viver com a mãe. No dia do aniversário de Soo-an, Shi Yoo arranja tempo para acompanhar a filha a bordo do comboio expresso para Busan. Entretanto, por toda a cidade, eclodem incidentes violentos extremamente suspeitos. Os esforços do governo para branquear a situação não conseguem esconder o facto de que uma infestação de zombies está a alastrar. Mesmo os passageiros do comboio, inicialmente alheios ao perigo, mergulham num inferno de pânico e desespero com a chegada de intrusos indesejados. No momento da partida, uma infetada irrompe pela carruagem e rapidamente se transforma, desencadeando um massacre sangrento contra todos os saudáveis que avista. Num instante, o número de zombies multiplica-se exponencialmente. Shi Yoo vê-se forçado a lutar pela sobrevivência, juntamente com os outros passageiros, num espaço confinado. A longa jornada até Busan está repleta de perigos mortais, e em tempos de crise, a humanidade de cada sobrevivente é posta à prova...