일에 쫓겨 딸 수안과 멀어진 펀드매니저 석우는 생일 소원을 들어주려고, 엄마가 있는 부산으로 향하는 KTX에 함께 오른다. 출발 직전 다친 여자가 열차에 숨어들고, 곧 승무원을 덮치는 기이한 공격이 객차 안으로 번진다. 감염된 사람들이 다른 승객을 물어뜯으며 늘어나자, 평범했던 여행은 좁은 통로에서 목숨을 지켜야 하는 도주로 바뀐다. 석우는 임신한 아내를 지키는 상화와 야구부 학생 영국 등 낯선 이들과 힘을 합쳐, 떨어진 가족들에게 다가갈 방법을 찾는다. 전국의 재난 소식이 전해지는 가운데 승객들은 안전하다고 알려진 부산에 마지막 기대를 건다. 하지만 살아남으려는 공포가 사람들 사이의 불신으로 번지면서, 열차 안에서는 감염자와의 싸움만큼 문을 열어주는 일도 어려워진다.