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Num vôo de Los Angeles rumo à Austrália, a epidemiologista Kayla Martin é chamada às pressas para analisar o corpo de um passageiro que morreu após ter tido violentas convulsões. Não demora muito para ela constatar que se trata de um vírus mortal com incrível capacidade de multiplicação. Toda a cidade é posta imediatamente em quarentena, enquanto a equipe de Kayla corre contra o relógio para evitar que toda a população sucumba.