En un vuelo internacional un pasajero chino empieza a sentirse particularmente enfermo. Parece estar infectado por un virus. Rápidamente este virus se contagia a otros pasajeros del mismo avión, incluyendo a la norteamericana Beth Emhoff, cuyo marido, Thomas Emhoff, deberá cuidar de su esposa y luego de su hijastro cuando estos empeoren.
Mientras tanto, la noticia de la fulminante propagación del virus adquirirá el cariz de alarma y hará que diversos doctores de diferentes puntos del mundo busquen a contrarreloj un remedio que salve al mundo.
 | Matt Damon | Thomas Emhoff |
 | Kate Winslet | Dra. Erin Mears |
 | Marion Cotillard | Dra. Leonora Orantes |
 | Jude Law | Alan Krumwiede |
 | Laurence Fishburne | Dr. Ellis Cheever |
 | Gwyneth Paltrow | Beth Emhoff |
 | John Hawkes | Roger |
| Tien You Chui | Li Fai |
| Monique Gabriela Curnen | Lorraine Vasquez |
| Griffin Kane | Clark Morrow |
| Grace Rex | Carrie Anne |
| Armin Rohde | Damian Leopold |
| Jennifer Ehle | Dra. Ally Hextall |
| Bryan Cranston | Lyle Haggerty |
