アリス（ミラ・ジョヴォヴィッチ）ハイブ入口屋敷を守るアンブレラ社の特殊隊員。
マット（エリック・メビウス）警察官を名乗り、ハイブ入口屋敷に侵入する。
スペンス（ジェームズ・ピュアフォイ）アリスと夫婦を装い、ハイブ入口を守る特殊隊員。
レイン（ミシェル・ロドリゲス）アンブレラ社の女性特殊部隊員。戦闘が得意。
カプラン（マーティン・クルーズ）アンブレラ社の特殊部隊員。コンピュータ操作が専門。
JD（パスクエール・アリアルディ）アンブレラ社の特殊部隊員。戦闘が得意。
リサ（ハイケ・マカッシュ）マットの妹。アンブレラ社の悪事を暴くため潜入していた。
レッド・クイーン（ミカエラ・ディッカー）ハイブのメイン・コンピュータ。幼い娘の姿をしている。
「極秘報告書：ラクーンシティーで起きた事件の原因」21世紀初頭、アンブレラ社は全米最大の企業に成長した。90%の家庭に同社の製品があり、強大な政治力および資金力を誇る。表向きは世界有数のコンピュータ・テクノロジー、医療、健康関係の会社。しかし、同社が社員にも極秘で行っていたのは、軍事技術開発、遺伝子実験、細菌兵器の研究だった。
（タイトル『BIOHAZARD』）
ある日、アンブレラ社の地下の巨大研究施設ハイブで、何者かが研究中の生物兵器「T-ウイルス」の入った瓶を持ち出し、研究室内で1本の瓶を割って逃げる。
T-ウイルスは通風口を経由してハイブ内に充満した。T-ウイルスは空気感染するので、ハイブのメイン・コンピュータである人工知能「レッド・クイーン」は、バイオハザード（生物災害）が発生したと判断し、施設を封鎖した。エレベーターは落下し、室内にハロンガスが噴出し、所員は全滅した。
若い女性アリス・アバーナシーは、自分がシャワー室で倒れているのに気づくが、記憶がなかった。鏡を見ると肩に傷があった。
ガウンを着てシャワー室を出ると、寝室に「今日、君の夢が全て叶う」と書かれたメモがあったが、アリスの筆跡ではない。寝室にあった赤い服を着て、部屋の外へ出る。アリスと男性の結婚写真があった。
アリスは屋敷の外に出ると不吉な風が吹き、戻ろうとすると、男がアリスを中に引き入れる。次の瞬間、ガラスを割って特殊部隊が降下し、屋敷に侵入する。警官のマット・アディソンと名乗る男を、特殊部隊がねじ伏せ、手錠を掛ける。
特殊部隊のワン隊長は、アリスも特殊部隊であり「報告せよ」と言いうが、アリスは何のことか分からない。別の隊員が「ガスによる記憶喪失では？」と教える。マットの記録がなく、マットは配属されたばかりだと言う。
特殊部隊はアリスとマットを連れて、ハイブに潜入する。隠し扉の奥の階段を降り、地下の倉庫に行く。その奥に貨車があったが、起動しないのでレインが配線を直す。列車が出発する。その貨車の中に、アリスとの結婚写真に写っていた男が倒れていた。その男も記憶がなかった。
列車はハイブ入り口に着く。アリスはワン隊長に、彼らは何者か、ここは何なのか質問する。ワン隊長は、「君達も私もアンブレラ社に雇われている。地上の屋敷はハイブへの緊急入口。君達はその入口を守る特殊部隊員だ。ハイブの秘密を守るために、君達の結婚は偽装だ。」と教える。ハイブとはラクーンシティーの地下深くに位置するアンブレラ社の秘密研究所だ。500人以上の技術者、科学者、スタッフがいて、地下で暮らし、働いている。研究の内容は極秘だ。」と説明する。
アリスと偽装結婚のスペンスが記憶を失ったのは、コンピュータ制御の防御システムで神経ガスが放出され、4時間ほど意識不明に陥った後、しばらくの間記憶障害が起きるからだった。
特殊部隊にアリス逹が連れられて、ハイブへ侵入する。階段で下に降りる。特殊部隊達の動きは、ハイブを支配しているコンピュータ「レッド・クイーン」によって感知されていた。廊下は閉鎖され、隊員達は迂回する。
スペンスが、何があったか質問すると、ワン隊長は「５時間前、クイーンがハイブの全員を死亡させた。我々はクイーンのシャットダウンに来た。」と答える。
施設の内部はスプリンクラーが作動して、所員が溺死していた。マットは天井の通風孔を凝視する。一行は食堂Bを抜けてクイーン室に向かうことにする。溺死した女性の目が開く。
食堂Bは設備が変更され、タンクの中で生物が培養されていた。
一行はクイーン室に到着し、カプランが防御システムをクリアしてドアを開ける。ワン隊長が１人で奥のクイーン室に向かう通路を通ると、唐突に通路に照明が点く。
通路の奥に着いたワン隊長が通信機をセットし、奥の扉のパスワードも解読して開ける。
３人の隊員が、過電流を流してクイーンをシャットダウンさせる装置を持って通路に入る。前後の扉が閉まり、武器システムが作動する。通路の中で、横にレーザー光線が向かって来る。1人目の男性は右手の指を切断され、２人目の女性は首を切断されて死亡する。再びレーザー光線が向かってきて、３人目の男性がジャンプして回避しようとするが、光線も上がって胴体が切断されて死亡する。ワン隊長は天井にしがみついて逃れるが、今度は光線が格子状になり、細切れになる。
一人残った隊員のカプランが防御システムをカットする。アリスとカプランは奥のレッド・クイーン室へ入る。２人が過電流を流す装置をセットしていると、開発者の博士の娘がモデルのコンピュータのホログラムのイメージ映像が出てきて、レッド・クイーンが「私を止めると、電源が落ちて大変なことが起きる。あなたたちはここで死ぬ」と警告する。しかし、カプランはシャットダウンする。
レッド・クイーンが停止すると、全てのドアが開く。施設内にライトが点き、スプリンクラーの排水が行なわれる。カプランはメインフレームのボードを抜いて、レッド・クイーンを完全に停止させる。
食堂Bにいたレインは、物音がするので見に行くと、生存者の女性がいた。レインが女性に右手の親指付け根を噛まれ、J.D.が女性を撃つが死なない。レインが機関銃を連射して退ける。
騒ぎを聞きつけて、アリスとカプランが戻る。死んだはずの女性は消えていた。女性の血が凝固していると、マットが気づく。血が固まるのは死後だった。カプランは隊長達が死んだと伝える。
斧を引きずった感染者、顔が欠けた感染者（アンデッド）達がアリス逹一行を襲う。
隊員達が銃で応戦するが、一時的に倒れるだけで死なない。銃弾でタンクに穴が開き、爆発し、アリスが飛ばされる。アリスは、ウイルスを盗み出した記憶を思い出す。マットはJDが落とした手錠の鍵を拾い、手錠を外す。
JDが扉の暗証番号を入力して開けると、外に沢山のアンデッド達がいて、JDが襲われる。助けようとしたレインも噛まれる。
タンクの中から、怪物（リッカー）が逃げ出す。
アリスは他の隊員逹と逸れる。ある研究室に入ると飼育檻が破れており、ゾンビ犬（ケルベロス）がアリスに向かって来る。間一髪でドアを閉めて研究室に逃げ込むが、中にいたアンデッドになった警備員がアリスを襲う。アリスは蹴りを入れて撃退する。アリスは、自分がハイブの入り口を守る特殊工作員だと言う事を思い出す。アリスは警備員から銃を取る。
ケルベロスがガラス窓を割って部屋に侵入し、アリスは次の部屋に逃げて扉を閉める。次の部屋には沢山のケルベロスがいた。アリスは銃でケロベロスの頭を撃って殺すが、弾切れになる。もう1匹を、頭をキックして倒す。
アリスと逸れたマットは、研究室で妹リサの机を見つけ、書類を調べる。リサのアンデッドが現れ、マットを襲う。アリスがアンデッドの頭部を殴って殺す。アリスは、リサがウイルスを盗み出す手助けをした事を思い出す。マットはアリスに、リサがアンブレラ社の違法な研究を暴くため、極秘のウイルスを持ち出そうとしていたと教える。そして、入室の機密コードや監視システムに通じている内部の協力者がいたが、裏切られて任務は失敗した。。T-ウイルスは、世界に高値で売れる、とマットは話す。
アリスとマットは、レイン、カプラン、スペンスが立て籠もっている、クイーン室前の通路のドアに着く。もう1つのドアの向こうはアンデッドがいっぱいいる。通路の先はクイーン室で出口はない。スペンスは特殊部隊の応援を待とうと言うが、屋敷から地下に通じる秘密の扉は、あと１時間で完全に閉じ、遅れたら出られないと、レインとが教える。汚染が起きた場合、全て封じ込めるのが唯一の安全策だと言う。
アリスはクイーンを再起動して、逃げ道を聞くと言う。
カプランがクイーンの保護回路を無効にする。再起動したクイーンに、マットはT-ウイルスとは何か質問すると「死んだ人間の細胞発達と脳に残った電気信号に強烈な刺激を与え、肉体を蘇生させる。蘇った死人は肉体的に単純な運動機能だけで、知能は無くなり、食べる欲求だけで行動する。」と教える。レインが「殺すには？」と質問すると「脊柱の天辺か脳に打撃を与えるのが効果的」とクイーンは答える。さらに「職員が全滅したのは、T-ウイルスが空調システムに漏れて、最悪の汚染が始まった。T-ウイルスは空気や血液によっても感染する。死滅させることは不可能。絶対にハイブの外に漏らしてはいけないので、感染者を外に出さない措置を取った。感染者に噛まれたり、引っ掻かれたりするだけで、その人も感染者になる。」と教える。
アリスはクイーンに過電流を流すと脅して、逃げ道を聞く。一行はハイブの下にある配管トンネルを通って逃げようとする。側道の金網を破ってアンデッド達が襲って来る。アリスはアンデッドの首を折り、一行はパイプの上に登る。カプランが噛まれる。JDもアンデッドになっており、レインが銃で撃つ。レインも噛まれていた。
一行はパイプの上を這って逃げる。パイプが外れ、カプランが下のアンデッドの中に落ち、襲われる。アリスが銃でアンデッドを撃ち、カプランが反対側のパイプに登る。カプランは一向に行けと言い、拳銃自殺しようとするが、思いなおしてパイプを反対側に進む。
アリス達一行は床下の金網を開け、研究室の廊下に出る。アリスは過去を思い出し、青いカプセルがT－ウイルスで、緑のカプセルが抗ウイルス（ワクチン）だと記憶が戻る。つまり感染したレインを救う方法があると言う。アリスは、それを盗んでリサに渡すつもりだったとマットに話す。しかし、裏切ったかどうかの記憶は思い出せなかった。アリスは研究室の保管場所に入るが、坑ウイルスはなかった。
スペンスも全ての記憶を思い出す。スペンスは、庭でのアリスとリサの会話を、屋敷の中から集音機で聞く。アリスはT-ウイルスを持ち出してリサに渡すが、条件として「アンブレラ社を潰す」と話す。スペンスとアリスは偽装結婚したが、愛し合うようになっていた。スペンスはアリスに『今日、君の夢が全て叶う』と書き残し、アリスよりも先にT-ウイルスを研究室から手に入れる。逃げる際に、アンブレラ社を潰すためにウイルスの入った青い瓶を投げて割る。ウイルスは通風口を通して、空気感染が拡大する。
スペンスはアリスが置いた銃を取り、アリスに「一緒に来い。望んでいたものが全て手に入る」と誘う。スペンスは、外に出ればT-ウイルスが高く売れると言う。裏切者がスペンスと知ったマットが襲おうとするが、スペンスが銃で脅す。アリスはスペンスに、協力しないと言う。T-ウイルスと抗ウイルスがあるのは貨車で、スペンスはそれらを持って貨車で屋敷に戻る最中に神経ガスにやられ、記憶を失ったのだった。
スペンスの背後からリサのアンデッドが現れ、スペンスを噛む。スペンスは研究室の扉を閉め、アリス、マット、レインを閉じ込めて去る。マットがスペンスだけが生きのびる事を悔やむと、クイーンは「どうかしら」と言う。
スペンスは貨車に行き、抗ウイルスを打とうとする。ところが、何かの気配を感じて見上げると、怪物に襲われて食われる。その画像を一行に見せたクイーンは「初期の実験生物の1つ。生体組織にT-ウイルスを注入して作った。でも結果は不安定。スペンスのDNAを接種したので、より強くて敏捷なハンターに変異する。」と説明する。怪物（リッカー）は巨大化する。
クイーンはリッカーにアリス達を襲わせる気だった。爆発まであと20分。クイーンは扉を開けるアクセスコードを教える代わりに、感染者を外に出せないので、レインを殺せと言う。アリスは拒否する。レインは自分を殺せと言う。強化ガラスの向こうにはリッカーが迫っていた。
カプランが生き延び、過電流でクイーンをシャットダウンさせ、扉を開ける。アリス、マット、レイン、カプランの4人が逃げ、強化ガラスを割って入って来たリッカーの直前で扉を閉める。
一行は貨車に着き、カプランがエンジンをかけ、アリスがスペンスの遺体の傍のケースを取りに行く。アンデッドになったスペンスがアリスを襲い、アリスはスペンスを斧で殺す。
アリスは結婚指輪を捨てて貨車に乗る。列車が発射し、アリスはレインに抗ウイルスを打つ。レインは「抗ウイルスが効かない場合は、迷わず撃て」とアリスに言う。レインが死んだと思ってアリスは銃を構えるが、レインは生きていた。
貨車をリッカーが襲い、マットは左腕をリッカーに引っ掻かれる。運転席の扉を破ったリッカーは、カプランを咥えて立ち去る。
さらに、貨車の背後の入り口の扉からリッカーが侵入し、アリスを襲う。アリスはリッカーの頭部を銃で撃つが、効果がない。
リッカーが長い舌をアリスの足に絡ませ、引きずる。マットはパイプの束でリッカーを叩く。アリスはリッカーの舌を鉄パイプで刺して、マットに床の扉を開けるように言う。
その時、レインがアンデッドになり、マットを襲う。マットはレインの眉間を撃って殺す。
レインの死体が倒れてボタンを押し、床の扉を開く。リッカーは舌が固定されたままレールに落ち、ひきずられたまま火花で発火する。マットが扉を閉め、舌を切られた燃えるリッカーは線路に落ちる。
アリスとマットは駅に着き、階段を上るとちょうど時間が来て扉が閉まる。アリスとマットは屋敷に戻る。「誰も救えなかった」と嘆くアリスを、マットが「証拠を手に入れたのでアンブレラ社を潰せる」と慰める。左腕を引っ掻かれて苦しみだすマットに、アリスが抗ウイルスを打とうとすると、防護服を着たアンブレラ社の研究員たちが入り込み、マットを連れて行く。
研究員はマットを見て「変異しているぞ。ネメシス計画に使おう」と言い、拘束して連れて行く。マットの腕から突起物が出ていた。研究員は抵抗するアリスに薬物を投与し「女は隔離し、監視下に置け。血液検査をしろ。感染しているか調べる。ラクーンシティー病院に連れていけ。研究班を集めろ。ハイブを再開する。地下の様子を調査しろ。」と言う。
再び目覚めたアリスは、無人の白い研究室にいた。全裸で布が掛けられ、全身に管が通されていた。アリスは管を外してベッドから降り、ドアのロックを壊して扉を開けて出る。
廊下には誰もいない。白衣を羽織って外へ出ると、街は無人で荒廃し、「死者が歩く！」という新聞記事が道に落ちていた。アリスは停まっていたパトカーから銃を取ると、安全装置を外して構える。荒廃した街が広がっていた。
（エンドクレジット）
（写真は「ＩＭＤｂ」「yohoo!映画」より）