爱丽丝（米拉·乔沃维奇 Milla Jovovich 饰）被保护伞公司实验室复制，成了伊萨克博士（伊恩·格雷 Iain Glen 饰）的研究标本。因为她体内的DNA可以对抗T-病毒，所以博士以此来提升丧尸的杀伤力。爱丽丝接到了人类的求救信号，但却中了奸计，几经拼杀，方才自救。她如释重负，然而在睡梦中，她却强烈地感受体内强大力量的召唤，显然保护伞公司实验室对她做了手脚。而且，伊萨克博士还给僵尸注入了人类血液，激活其人类的心智。僵尸变得更强大，根本无法被控制，他们残忍地杀害了实验室助手，被训练对付爱丽丝。3年后，地球成了不毛之地。内华达州的幸存者结成了同盟，爱丽丝也在其中，但是她不敢表露身份，因为实验室给了她超能力，同时也让她被迫做了间谍。爱丽丝被孤立，只有卡洛斯懂得她的苦衷，二人也因此陷入了暧昧之中……

欧洲核子中心的科学家维多利亚•维特勒（阿耶莱特•祖瑞尔 Ayelet Zurer 饰）与父亲在高速粒子对撞机实验中收集到了反物质，却发现父亲遇害，尸体胸口被烙“光照派”符号，高爆炸性的反物质被偷走，出现在正待选新教皇的罗马梵蒂冈，威胁天主教廷及整个罗马的安危。于此同时，四位主要教皇候选人的红衣主教神秘失踪。在教皇内侍（伊万•麦克格雷格 Ewan McGregor 饰）的授意下，哈佛大学的符号学专家罗伯特•兰登教授和维多利亚都被请到梵蒂冈协助罗马警察开展搜寻行动。兰登说服罗马总探员奥利维迪（皮耶法兰西斯柯•法维诺Pierfrancesco Favino 饰）依照“土、气、火、水”的提示在罗马的名胜教堂间与“光照派”展开了时间战……