Bei Seok-woo (Gong Yoo) dreht sich im Prinzip alles nur um seine Arbeit, weshalb er derzeit (und wahrscheinlich auch permanent) getrennt von seiner Frau ist. Da seine kleine Tochter Soo-an (Su-an Kim) zu ihrem Geburtstag jedoch unbedingt ihre Mutter besuchen möchte, nimmt er sich eher widerwillig die Zeit und begleitet seine Tochter auf einer Zugfahrt nach Busan.
Was er nicht wissen kann, ist dass es in einer naheliegenden, biotechnischen Anlage zu einem Zwischenfall gekommen ist und die dadurch entstehenden Nebenwirkungen, für Menschen gewaltig sind. Leute verwandeln sich dabei in Zombies, die nur mehr das Beißen von anderen Menschen im Sinne haben. Ein davon infiziertes Mädchen befindet sich dabei im selben Zug, in dem auch Seok-woo und seine Tochter sitzen…