在上一集中，爱丽丝（米拉·乔沃维奇 饰）成功救出了被冷冻的同伴们，但她们在逃离时遭遇了雇佣兵的追捕。T病毒让红皇后（Megan Charpentier 饰）的程序出现错误，她变得异常残暴，决心要杀死最后的人类以毁灭地球。为了阻止红皇后，唯一的希望就是爱丽丝。然而，此时已经失去能力的爱丽丝被保护伞公司囚禁在海底的秘密基地中。
威斯克（肖恩·罗伯茨 饰），通过病毒侵入了保护伞公司的系统，放走了爱丽丝。他告诉她，她是拯救人类的最后希望，并指出他们必须冰释前嫌，共同对抗更强大的敌人。于是，爱丽丝与保护伞公司的前员工艾达王（李冰冰 饰）相遇，两人携手并肩，勇敢杀敌，建立了深厚的友谊。
同时，爱丽丝的旧日战友们也组建了一个小分队，从外部向内部进行突围。为了抵达出口，爱丽丝一行人穿越了东京、纽约、华盛顿和莫斯科四座城市，每座城市中都有丧尸蠢蠢欲动。
