Um ano depois dos eventos de 2013, Chris Redfield se envolve na busca e apreensão do traficante de bioarmas Glenn Arias em uma mansão em local remoto. Uma das agentes da BSAA, Cathy White, é raptada, então seria prioridade da missão resgatá-la com vida, o que não acontece, já que ela e seu filho são encontrados, porém já transformados em zumbis. Único sobrevivente do esquadrão, Chris entra em um confronto com Glenn, mas sai derrotado e o vilão consegue escapar.
Anteriormente, o serviço secreto americano descobrira o paradeiro de Glenn no dia de seu casamento, e bombardeia o local, onde poucos sobrevivem.
4 meses depois, Rebecca Chambers, hoje consultora de ciência médica da BSAA, está em uma universidade em Chicago na busca por uma vacina para os recentes atentados bioterroristas causados por Glenn Arias, em sua busca por vingança. O local sofre um ataque, e todos os funcionários se transformam em zumbis, após inalar uma fumaça tóxica. Quando os primeiros sintomas começam a se manifestar, Rebecca se injeta com o protótipo da vacina, e consegue sobreviver.
A BSAA chega logo em seguida, e Rebecca é levada em segurança para um hotel, onde conversa com Chris sobre a vacina do vírus e sobre Glenn Arias, e ela informa que o DNA do vírus usado nos recentes atentados tem a mesma estrutura dos parasitas usados pelos Los Illuminados. Eles decidem, então, contatar Leon S. Kennedy para mais informações a respeito.
Em um hotel no Colorado, eles encontram Leon entregue às bebidas, e sem qualquer intenção de colaborar com as investigações deles, alegando estar de férias. Mas a razão para a falta de cooperação de Leon é profunda: depois de uma missão, sua unidade é traída e um atentado acontece, matando todos os agentes de sua equipe. Leon está farto de viver neste ciclo de vida e morte contra armas biológicas.
Rebecca explica que o vírus de Arias está em estado de dormência dentro de todas as pessoas, de alguma forma, e que eles precisam descobrir como ele é ativado. Com uma seringa, ela retira uma amostra de seu próprio sangue e entrega para a dupla, e pede que, se ela morrer, que eles levem a amostra ao primeiro laboratório, para que a vacina do vírus seja criada.
O que eles não sabiam era que estavam sendo monitorados por Glenn, que dá ordens de sequestrar Rebecca, o que acontece quando ela vai ao banheiro. Enquanto isto, Patricio, o responsável por entregar a unidade de Leon, vai pedir ajuda, alegando que um traficante de armas está sendo pago por membros sobreviventes dos Los Illuminados para realizar um ataque terrorista em grande escala. Este traficante é justamente Glenn Arias. Chris confronta o rapaz, que pede ajuda, dizendo que sua família e ele estão em perigo.
Um caminhão chega ao local, de onde descem soldados e a imensa criatura que protege Glenn. Ela começa a atirar e Chris vê Maria, assistente de Arias, carregando Rebecca e a colocando no caminhão, que foge em seguida. Patricio morre baleado, mas antes, entrega seu telefone para Leon. Chris diz que há uma razão para isto.
Rebecca desperta em um local misterioso, e percebe estar vestida de noiva. Glenn aparece, e esclarece que o novo vírus se chama Animality Virus, ou A-Virus. Rebecca explica que sabe mais sobre o vírus do que ele pensa, e que existem três tipos do vírus: o primeiro tipo é o que infecta (vírus latente), e que foi misturado com água potável, por isto tantas pessoas tiveram acesso a ele; o segundo tipo age como um ativador (vírus ativador), distribuído pelo ar; já o terceiro é um vírus de inativação, que serve para decidir quem vai ser o alvo, e que portanto funciona como uma vacina.
Glenn diz a Rebecca que ela se parece muito com Sara, sua falecida esposa, e que ele pretende refazer o casamento, com Rebecca no lugar dela. A jovem resiste, e Glenn ameaça implantar o braço de Sara, a única coisa que restou de sua noiva, no lugar do braço de Rebecca.
Chris e Leon descobrem que haverá um atentado terrorista em Nova York, e agora precisam descobrir também onde Arias armazenou um caminhão com uma dose da vacina. O plano de Glenn se inicia pouco depois, e as pessoas começam a ser contaminadas e passar mal, transformando-se em zumbis pouco depois. A BSAA segue para o local logo em seguida, e descobre que o vírus está sendo distribuído em certos tanques de transporte. A bordo de uma moto, Leon lança uma granada em um dos tanques, mas cães infectados saltam de uma van atrás do tanque, matando o soldado Damian. Leon decide atrair os cachorros para longe, enquanto Chris explode outros tanques.
No esconderijo de Glenn, Rebecca é levada a um centro cirúrgico, onde fica presa a uma maca. Com a ajuda de seu próprio sangue, Glenn cria uma versão ainda mais potente do vírus, injetando-o em Rebecca.
Chris chega ao esconderijo de Glenn, que saúda Chris e diz que em 20 minutos Rebecca será outra, agora infectada com o vírus, e o questiona se ele seria capaz de matá-la. Com seu exército de zumbis, Glenn planeja destruir as nações mais poderosas, tudo por seu desejo de vingança pela morte de sua esposa Sarah. Ele aperta um botão numa tela, e libera um bando de zumbis para enfrentar Chris. Leon chega pouco depois, e o ajuda a dar cabo de mais mortos vivos que aparecem.
Chris encontra Rebecca pouco depois, presa na sala cirúrgica, mas antes de soltá-la, ele precisará enfrentar Diego, o imenso guarda-costas de Glenn. Durante o confronto, Diego é incendiado e cai diante de Chris. Ele solta Rebecca, e no telhado do prédio, ele entra em um novo confronto, desta vez com Glenn. Em um impulso, Chris joga Glenn pelo teto de vidro, que estava semi-quebrado, e o vilão finalmente tem o seu fim.
Chris checa Rebecca, que pede para ser morta, mas ele a pede que resista um pouco mais. Diego vê Glenn no chão, e suas últimas palavras são para que ele desencadeie o seu poder, transformando-se em uma imensa criatura, que detém Chris e Rebecca de sua fuga. Diego agarra Chris, mas Leon chega pelo elevador, montado em sua moto, e impede a morte do amigo. Ele entra em um confronto com Diego, que se fundira com Glenn, e por pouco não é derrubado do topo do prédio.
Rebecca piora. Na sala de monitoramento do prédio, Chris encontra o antivírus para lançar na cidade e curar Rebecca. Enquanto isso, Leon ainda está em confronto com Diego, mas o helicóptero da BSAA, pilotado por D.C. chega pouco depois, atirando no monstro. Diego pula no helicóptero, empalando a soldado Nadia. Leon lança sua moto em cima de Diego, e atira, fazendo o tanque explodir. O monstro fica pendurado no prédio, mas Chris dá o tiro de misericórdia e finalmente o aniquila.
Rebecca recebe o antivírus a tempo. Mas Chris diz a Leon que anda falta fazer mais uma coisa: pulverizar o antivírus na cidade, fazendo parte da população voltar ao normal.
Em uma cena final, Maria encontra a máscara de Diego, e seus olhos brilham, avermelhados.
