Seok-woo, seorang manajer dana yang sedang berpisah, naik kereta KTX menuju Busan untuk memenuhi keinginan ulang tahun putrinya Soo-an, yang hubungannya renggang dengannya. Tak lama kemudian, kereta berubah menjadi kekacauan akibat penyusupan dan infeksi zombie. Peluang bertahan hidup para penumpang, yang mengetahui berita bencana nasional di dalam kereta, bergantung pada apakah mereka dapat mencapai Busan dengan selamat, satu-satunya kota yang berhasil merespons tahap awal. Di dalam kereta, Seok-woo dan putrinya Soo-an, pasangan Sang-hwa dan Seong-kyeong, siswa SMA Young-guk dan Jin-hee, bersama dengan seorang tunawisma dan pengusaha paruh baya Yong-seok, berjuang mati-matian melawan orang yang terinfeksi untuk bertahan hidup.