Abertura: O Ataque no Navio Arcadia
O filme começa com uma sequência em câmera lenta, mostrando de trás para frente os eventos do ataque da Umbrella Corporation contra o navio Arcadia, onde Alice (Milla Jovovich) e outros sobreviventes haviam encontrado refúgio. O ataque é liderado por Jill Valentine, agora sob o controle mental da Umbrella por meio de um dispositivo em forma de aranha preso ao seu peito. A ação retorna ao fluxo normal, revelando a devastação causada pela investida aérea. Alice é capturada após a explosão que destrói parte do navio.
O Despertar no Subterrâneo
Alice acorda em uma instalação de testes da Umbrella Corporation, sem entender como sobreviveu. Ela está em um ambiente que imita uma casa suburbana americana. Ali, ela vive uma vida aparentemente normal como esposa de Todd e mãe da pequena Becky, uma menina surda que a chama de mãe. No entanto, o cenário logo é invadido por zumbis, forçando Alice a lutar desesperadamente para proteger Becky. A sequência termina revelando que tudo não passa de uma simulação da Umbrella.
A Intervenção de Ada Wong
Alice é resgatada por Ada Wong, uma agente misteriosa que agora trabalha contra a Umbrella. Ada explica que a instalação subterrânea está localizada sob o gelo da Rússia, em um imenso complexo de testes usado para simular diferentes ambientes urbanos, como Tóquio, Nova York, Moscou e uma cidade suburbana. Nessas simulações, a Umbrella testa o Vírus T em diferentes cenários, utilizando clones de civis e até mesmo versões de personagens conhecidos. Ada revela que Albert Wesker, antigo inimigo de Alice, rompeu com a Umbrella e precisa dela para enfrentar um mal ainda maior.
A Equipe de Resgate
Paralelamente, Wesker envia uma equipe de mercenários para invadir a instalação e resgatar Alice. O grupo é liderado por Leon S. Kennedy, acompanhado por Barry Burton, Luther West (sobrevivente de Los Angeles, já visto em “Resident Evil 4: Recomeço”) e outros combatentes. Eles devem atravessar o complexo subterrâneo para encontrar Alice e escapar antes que a instalação seja destruída.
As Simulações Mortais
Alice e Ada avançam pelas diferentes áreas simuladas, enfrentando hordas de inimigos. Em Tóquio, elas enfrentam zumbis violentos. Em Nova York, aparecem os temidos Executores, criaturas gigantes com machados duplos, em um combate brutal. Em Moscou, elas enfrentam zumbis armados, que mantêm inteligência básica suficiente para usar metralhadoras e veículos.
Durante a jornada, Alice se depara novamente com personagens que deveriam estar mortos, revelando o uso de clones pela Umbrella. Entre eles estão Rain Ocampo e Carlos Oliveira, em versões controladas pela corporação para caçar Alice. A confusão emocional se intensifica quando ela descobre que a "filha" Becky também é uma clone criada para os testes.
O Resgate de Becky
Apesar da revelação, Alice cria um vínculo real com Becky e decide protegê-la como se fosse sua filha de verdade. Em meio às batalhas, ela enfrenta uma versão clonada de Rain e zumbis em massa enquanto tenta manter Becky segura. A conexão maternal se torna um dos pontos centrais da trama, mostrando um lado mais humano de Alice em meio ao caos.
Conflito com Jill Valentine
Alice finalmente reencontra Jill Valentine, agora inimiga sob controle da Umbrella. As duas travam uma batalha intensa, com Jill demonstrando força e habilidades sobre-humanas devido ao dispositivo em seu peito. Durante o confronto, Ada é capturada e levada. Alice, por sua vez, consegue escapar com Becky e se juntar ao grupo de Leon.
A Fuga e o Sacrifício
O grupo avança pela instalação enfrentando obstáculos até chegar ao ponto de extração. Porém, eles são emboscados por Rain Ocampo, em sua versão "super-humana", fortalecida pelo uso do Parasita Las Plagas, que a torna praticamente invencível. Barry Burton se sacrifica heroicamente para permitir que Alice, Leon, Luther e Becky consigam fugir.
Alice confronta Rain em uma batalha final na superfície congelada. Após uma luta árdua, ela consegue derrotá-la, jogando-a sob o gelo para que seja devorada pelos zumbis submersos.
O Retorno de Wesker
Após a fuga, Alice é levada para a Casa Branca, último bastião da resistência humana. Lá, reencontra Albert Wesker, que injeta de volta nela os poderes que havia removido anteriormente, declarando que precisam dela em sua forma mais poderosa para a guerra final contra a Umbrella e contra as criaturas infectadas que dominam o planeta.
Epílogo: O Último Reduto da Humanidade
O filme termina com uma visão épica da Casa Branca cercada por um exército de zumbis e criaturas mutantes, incluindo os gigantescos Lickers. No telhado, Alice, agora novamente superpoderosa, se junta a Wesker, Jill (ainda sob controle), Leon e outros sobreviventes. A visão mostra que a última batalha pela sobrevivência da humanidade está prestes a começar.