因家庭的缘故，高中女生艾玛（索菲亚·布莱克-德埃利亚 Sofia Black-D'Elia 饰）随教授生物的父亲（迈克尔·凯利 Michael Kelly 饰）搬到了加州的影子峡谷居住。在此期间，一种可怕的蠕虫在全世界蔓延，许多国家受到摧残，而美国各州危机也相继呈现。某天课上，艾玛的好朋友突然发病暴走，学校被迫关闭。在此之后，疫情迅速蔓延。父亲前往机场迎接被困的母亲，艾玛则和姐姐史黛西（安娜丽·提普顿 Analeigh Tipton 饰）留守家中。没过多久，美国总统宣布对加州进行戒严，凡居住在疫区的百姓不准随便出入，而被感染者则时刻威胁着幸存者的生命。 在此期间，艾玛心仪的男孩埃文也跑到她的家中避难。而史黛西则在此前的一次派对上受到感染……
影片被描述为“对生命意义的诗意沉思”。故事发生在1955年一座虚构的美国沙漠小镇，镇上正在举办一场年轻天文学家/太空人大会，原本的计划是让来自美国全国各地的学生和家长聚集在一起进行学术竞赛并且争取奖学金，但是却意外被即将改变全世界的大事件打乱原来的行程。
恐怖事件接二连三地在某军事基地发生，外星生物在人们熟睡的时候正大批侵入人体和大脑，进而毁灭人类……玛蒂和弟弟跟随从事环保工作的爸爸来到一个军事基地，调查那里的化学污染情况，恐怖之事从此接踵而来。刚进基地玛蒂就觉得那里的人都很怪异。原来这个基地已被外星来的一种生物所占领。它们趁人们熟睡的时候侵入人的体内和大脑，让他们成为活死人，企图籍此占领所有的军事基地。进而毁灭人类。玛蒂的父母及弟弟都相继被外星生物杀死。玛蒂在飞行员蒂姆的救助下逃出该基地，并在路上炸毁了将外星生物运往其它军事基地的卡车。但除了他们俩之外，又有谁会相信这段经历呢？
未来世界，秘密系统“白金数据”得到开发，日本全国人民的DNA数据被存储其中，进而借此构建了一个检举率100%、冤案率0%的理想社会。可即便如此尖端的系统，也被代号为“NF13”的连环杀人案所难住，凶手犯案累累，且至今下落不明，甚至连“白金数据”的开发者蓼科兄妹也惨遭杀害。此后不久，特殊解析研究所的天才科学家神乐龙平（二宫和也 饰）对蓼科早树（水原希子 饰）尸体上提取的嫌疑人基因进行解析，竟发现真凶的矛头指向自己。凭借同事白鸟理沙（杏 饰）的帮助，神乐连忙逃脱，而以刑警浅间玲司（丰川悦司 饰）为代表的搜查一课早已在这座城市内部下天罗地网。在此过程中，神乐自身的秘密逐渐付出水面，真相更是出乎所有人意料…… 本片根据著名推理小说作家东野圭吾的同名原作改编。
