恐怖分子闯进了设在日内瓦的国际卫生组织办公室企图实施袭击，被安全部队阻止。在追捕过程中，一名警员意外打碎了一盛载着鼠疫杆菌的容器，玻璃碎片散落到了嫌疑人身上。其中一位瞬间因为沾染上细菌而出现腐烂性死亡；另一名嫌疑人躲进开往斯德哥尔摩的列车中。病毒以惊人的速度传播，在整个车厢内部快速蔓延，影响了许多旅客的身体状况。为了避免更多人遭受感染，各国执法机关决定不让这列火车停下任何一站，并打算引导它驶向卡尔萨达尔大桥予以摧毁。在这场危机中，作家詹妮弗（由索菲娅·罗兰饰演）及其丈夫——医学专家陈伯伦博士（扮演者为理查德·哈里斯）以及其他人士均卷入其中。虽然医学专家进行了实验希望找到治疗方法来救助病人，但由于缺乏认同和支援，他们只能借助个人手段寻求解决之道。在突然爆发的危险面前，车上的人们不得不对抗持续扩张的疾病暴发，拿起防卫装备抵挡日益加剧的情势。这群人在仓促间面临生死考验，他们的命运随之同失控前行的列车一样变得扑朔迷离。