N女特工藤原纪香携带病毒进入香江市，但是在机场过关安检的时候被已经得到了情报通报的香江特警抓获。女特工和病毒被分开送到特制的监狱和严密保护的实验室。跟踪N女特工的天海佑希对此场景感到非常惊讶，但是淡定地过了安检，出了机场之后便找到了联络点酒吧，在安全屋里给自己的上司打电话，述说在机场遭遇的那一幕，然后询问任务是不是结束了，自己是不是可以返回日本。
结果天海被上司命令继续呆在香江，观察情况和搜集情报，要她查清楚香江市和中国中央政府的情报来源。派遣在本地的日本情报员向天海提供线索说香江市情报的一个聚集点是英国人开设的一间酒吧，于是天海准备去酒吧碰碰运气。
与此同时，前来香江参观自己工作过的地方的吴津在被迫陪自己失恋了的小姨妈到处游玩，这天夜里碰巧，周菀鸿带吴津到了这间常来的英国人开的酒吧喝酒。
酒吧的英国情报官员约了自己在警局的内线获取情报，拥有英国血统的小警察陆靖珊为了挣钱被迫到这里来卖情报，她是当日机场逮捕行动的直接参与者，英国情报官通过她的亲戚接触她希望能够从她这里获得情报。
被关押的藤原在内奸的协助下，从关押她的地方逃了出来，按照内奸提供的消息，也来到这家酒吧寻找提前已经运送到这里的备用病毒。
几方力量在这个酒吧交会，因为藤原的越狱行动，香江市的警察进行大规模拉网排查，在对酒吧进行排查的时候引发了现场情报人员的焦虑，藤原首先发难，袭击警察，制造混乱，吴津冲出来保护市民，结果被随后赶来的警察误会，遭到了枪击差点受伤。幸好在场的陆靖珊帮他澄清了身份。
现场一番乱战之后，隐藏在酒吧的病毒在乱战中被发现，在抢夺病毒的过程中，藤原直接将病毒包装打碎，造成病毒泄露，现场的一部分人变成了丧尸，对周围的人进行袭击，藤原趁机逃走。
吴津、陆靖珊和天海三个不同立场的人被迫聚在一起，依靠合作的力量保护了周菀鸿和一部分民众逃离这个区域。
病毒迅速扩散，吴津觉得中环的军营是最安全的地方，决心带着大家突击到中环去。一路上克服了重重艰难险阻。藤原在逃脱寻找回国的方法的时候发现自己并没有免疫病毒的袭击，只是拖延缓解了病毒的发作，她发觉自己被公司拿来做了人体试验，公司希望她能够在病毒肆掠的环境中存活下来并进化，然后俘获她作为活体来研究。
藤原担心自己失去理智，她知道病毒箱里面同时也有疫苗，便开始寻找病毒和疫苗存放地方。但是在香江市她形单影孤，在和吴津一行人多次交手之后，藤原主动找到了吴津，希望能够合作去取得疫苗。
而这时候，在几方的情报汇总对照下。大家赫然发现所谓的袭击香江市完全是一场阴谋。实际上安布雷拉公司故意向各国情报机关提供准确的病毒和疫苗入境消息，让各国情报机关获得病毒和疫苗，然后再通过自己在各国政府中的卧底，在各国引爆生化危机。
酒吧的病毒和疫苗实际上是英国情报官所获得的，结果还没有运送回国，就被引导着破坏了，这是因为组织内确实有人想要先在香江市引爆生化危机。
知道了这种情况之后，吴津通过无线电联系当地驻军，想要向中央传递消息报信。但是他的说法并不被信任，同时他也得知，已经有一架直升飞机正要抵达香江市的实验室，准备把病毒和疫苗带走送到首都。
吴津判断护送疫苗的人中就有安布雷拉公司的卧底，为了保护全国人民，他和各有心思的各国情报人员以及藤原临时结盟，试图阻止病毒被送往首都。
在中途得到了中方情报人员和自己在军队中的战友的协助之后，一番大战之后，加上中央的谨慎，病毒和疫苗暂时留在香江市研究。
国内的军队跨过了鹏城河，开始控制香江市的生化危机局面。经过一夜的苦战，太阳升起来，暗示着生化危机并非没有应对的方法。故事在这里留了一个开放式的结尾，埋下了许多续集的线索。
整个故事的叙述完全保持了好莱坞的节奏，看得人欲罢不能。安布雷拉和各国政府之间的心怀鬼胎，国家与国家之间的以邻为壑被刻画得细致入微。在影片中，除了中国政府成功保卫了香江市之外，影片的结尾暗示了安布雷拉的阴谋实际上成功了，日本的北海道、俄国的远东、以及印度的孟买港口都出现了丧尸的身影，暗示了一个生化病毒全球传播的背景。
这样刺激的片子自然看得全场的年轻观众畅快淋漓，在影片结束的时候都有一种意犹未尽的感觉，就好像被勾起了肚子里面的蛔虫，胡海希和王云不止一次地听见观众们议论续集什么时候拍摄。
“恭喜你！”走出了电影院的王云这样说道，他还想抢救一下，“续集什么的真的不准备在国内上映吗？也许想想办法可以的。”
“实在是不行，”胡海希说道，“我看了那个剧本的，无论是直接还是间接，提到中国的地方都过不了审。”他舔了舔嘴唇，“不过无所谓，墙外开花墙内香，在国外赚钱，在国内树立品牌，到了一定的时候，还是非常有用的。”
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