在上一集中，爱丽丝（米拉·乔沃维奇 饰）救出了被冷冻的同伴们，众人在离开之际却被赶来的雇佣兵赶尽杀绝。T病毒使红皇后的程序发生了错误，变得残暴嗜血的她想要杀死最后的人类毁灭地球。唯一能够阻止红皇后的只有爱丽丝一人。而此刻，失去了能力的爱丽丝却被保护伞公司囚禁在位于海底的秘密基地中。威斯克（肖恩·罗伯茨 饰）通过病毒侵入了保护伞公司的系统，他放走了爱丽丝并告诉她，她是人类最后的希望，而为了拯救人类，他们必须冰释前嫌共同抵抗更强大的敌人。爱丽丝遇见了保护伞公司的前员工艾达·王（李冰冰 饰），两人一路上奋勇杀敌结下了深厚的友谊。同时，爱丽丝旧日的战友们也组成了一个小分队，从外向内进行突围……

保护伞公司研发的T病毒持续侵袭地球，仅存的人类被逼到面临人吃人的绝境。人类唯一的希望全在生化人爱丽丝身上，当她从保护伞公司的秘密实验室里苏醒后，跑遍东京、纽约、华盛顿和莫斯科四地，试图追出散播病毒的凶手。 没想到，一连串的意外让爱丽丝面临真假难辨的困境，在昔日伙伴和新盟友艾达的加入下，艾莉丝该如何在天谴大限来临前找出生路，带领人类度过末日危机？