Drei Jahre nach einer verheerenden Zombie-Apokalypse soll der Soldat Mark Hammond den Gefangenen Murphy von New York nach Kalifornien überführen. An Murphy war erfolgreich ein Mittel gegen den Zombie-Virus getestet worden, jetzt wird sein Blut für die Herstellung eines Gegenmittels benötigt. Unterwegs treffen die beiden auf Charlie Garnett und Roberta Warren, zwei Ex-Nationalgardisten und Überlebende der Katastrophe, die sich Mark und Murphy anschließen.
Der Gruppe um Hammond und den Gefangenen Murphy geht irgendwo in New Jersey der Sprit aus. Das Team muss sich auf die gefährliche Suche nach Treibstoff machen. Als plötzlich zwei Motorradfahrer auftauchen, wird Cassandra von ihrer Vergangenheit eingeholt. In einer Raffinerie stößt die Gruppe schließlich auf Treibstoff. Beim Tanken müssen sich Roberta und Charles gegen eine Heerschar blutrünstiger Zombies verteidigen.
In Philadelphia trifft das Team auf die Gruppe, vor der Cassandra geflohen ist. Sie erzählt den anderen, dass es sich um Kannibalen handelt. Sie hatte sich als Prostituierte ausgegeben, um auf dieser Weise Opfer in eine Falle zu locken. Angeführt wird die Gruppe von einem Mann namens Tobias Campbell. Der will Cassandra unbedingt wiederhaben. Doch zunächst gelingt es den Menschenfressern, Addy zu entführen.
Citizen Z informiert die Überlebenden, dass sie sich an General McCandless wenden sollen, der sich auf einem Militärstützpunkt in McLane, Virginia, aufhält. Er könne ihnen helfen, per Hubschrauber nach Kalifornien zu kommen. Auf dem Weg dorthin wird die Gruppe von einem riesigen Zombie-Soldaten angegriffen, der durch eine Metalplatte gegen Kopfschüsse geschützt ist. Schließlich finden sie McCandless. Doch der General ist verrückt geworden. und sein Hubschrauber wurde zerstört.
Während ein zerstörerischer Zombie-Tornado über das Land fegt, sucht Warren in ihrer Heimatstadt nach ihrer Familie. Doc hilft unterdessen einem verletzten jungen Mann, und Addy scheint von Visionen heimgesucht zu werden
Das Team kommt nach Provincetown, einer utopisch anmutenden, mit Sicherheitsanlagen geschützten Siedlung, in der das Leben noch völlig in Ordnung zu sein scheint. Allerdings treffen die Neuankömmlinge dort bald auf eine Gruppe religiöser Fanatiker, die sich „die Wiederauferstandenen“ nennen und die Zombies für ein Geschenk Gottes halten.
Während das Team noch um Garnett trauert, erreicht es Kansas. Als der Truck eine Panne hat, trennen sich Mack und Addy von der Gruppe. Die anderen machen Halt an einer Bar. Die Überlebenden, auf die sie dort treffen, veranstalten einen eigenartigen Schießwettbewerb, den 10K gewinnt. Währenddessen entdeckt Murphy, dass sein Speichel offensichtlich eine immunisierende Wirkung gegen den Zombie-Virus hat.
Gerade als die Überlebenden eine Stadt in Nebraska erreichen, taucht eine gigantische Horde von Zombies auf. Das Team versteckt sich in einem Leichenschauhaus. Währenddessen hat Citizen Z eine äußerst seltsame Begegnung. Eine russische Raumkapsel landet in der Nähe, an Bord befindet sich der Kosmonaut Yuri. Er erzählt Citizen Z, dass er von einer Raumstation fliehen konnte. Citizen Z fragt sich allerdings, wo die restlichen Besatzungsmitglieder der Station sind. Noch größer ist seine Verwunderung, als Yuri ihn plötzlich mit seinem echten Namen anspricht.
Während Mack und Addy versuchen, zum Rest der Gruppe aufzuschließen, machen sie an einem verlassenen Camp Rast. Dort greift ein Zombie Mack an. Dieser kann ihn zwar besiegen, doch der Sieg ist leider nicht von Dauer. Addy hat einen immer wiederkehrenden Albtraum, bis ihr irgendwann klar wird, dass dadurch eine lange unterdrückte Erinnerung freigelegt wird.
Die Gruppe nimmt einen Umweg durch South Dakota, um dem Zombie-Tsunami zu entgehen. Als sie in die Kleinstadt Edgemont kommen, steht der dortige Atomreaktor kurz vor der Kernschmelze. Amelia und ihr Vater versuchen verzweifelt, die Katastrophe zu verhindern. Als ihr Vater getötet wird, setzt Amelia alle Hoffnungen auf den früheren Reaktorangestellten Homer Stubbins, der sich aber seit dem Zombie-Ausbruch verschanzt. Der Gruppe bleibt also nichts anderes übrig, als zu helfen, den Reaktor herunterzufahren. Nach einem GAU wäre das halbe Land unbewohnbar.
In einer zunächst paradiesisch anmutenden Frauenkommune in Utah finden Mack und Addy endlich wieder mit der anderen Gruppe zusammen. Doch die Kommunen-Chefin Helen will nur die drei Frauen in die Gemeinschaft aufnehmen, da Männer in ihren Augen grundsätzlich böse sind. So werden Jungs mit 13 Jahren gezwungen, die Kommune zu verlassen. Als es zu einem Mord kommt, ist das Kommunen-Idyll endgültig zerstört.
Die Outlaws Zimmerman, Janice und Henry haben Murphy entführt. Sie wollen sich Murphys Immunität zunutze machen, um ein mit Zombies verseuchtes Drogenlager auszunehmen. Doch Murphy entdeckt, dass er paranormale Fähigkeiten besitzt und setzt diese gegen seine Kidnapper ein.
Die Gruppe hat nun ein endgültiges Ziel: Citizen Z schickt sie nach Fort Collins in Colorado. Dort soll sie Dr. Merch treffen und ihr Murphy übergeben. Aber als die Gruppe das Medizinlabor betritt, ist es voller toter Zombies. Schlagartig wird klar, dass es noch viel komplizierter ist, diesen Virus zu bekämpfen, als gedacht.