ג'רמי (בראד פיט) הוא נציג האו"ם שממונה על חקירת מגפת הזומבים שהשתלטה על העולם והביאה את האנושות לסף הכחדה. במסגרת תפקידו, הוא כותב דוח מקיף על מלחמת העולם Z, שבו הוא מתעד את סיפורם של שורדי האסון ברחבי העולם. המסע שלו מוביל אותו למקומות שונים ומגוונים – מאפריקה, דרך רוסיה וארצות הברית, ועד להודו ולישראל, שם הוא נחשף לתמונות קשות של מלחמה על הישרדות מול זומבים חסרי רחמים. במהלך חקירתו, ג'רמי נפגש עם אנשים שניצלו בדרכים שונות ומספרים לו כיצד העולם התמוטט תחת מתקפת הזומבים. הוא מגלה שהזומבים השתלטו במהירות על שטחים נרחבים, ושהמאבק האנושי כמעט ונגמר. הדוח שלו מתאר לא רק את ההרס והחורבן אלא גם את המאבק האנושי למצוא פתרונות ולנסות לעצור את המגפה. ג'רמי עצמו מתמודד עם סכנות רבות, כשהוא נע בין אזורים שבהם החוק והסדר כבר אינם קיימים.
הסיפור מתמקד בתיאור עולמי של השואה שהביאה המגפה, תוך התמקדות במאבק האנושי לשרוד ולהבין את האויב החדש. במרכז העלילה עומדת השאלה כיצד ניתן לעצור את הזומבים וכיצד לשקם את מה שנשאר מהעולם. ג'רמי, בתור נציג האו"ם, מנסה לאחד כוחות ולמצוא תקווה בתוך הכאוס, כשהוא מתמודד לא רק עם האיום החיצוני אלא גם עם האובדן והייאוש שמלווים את המצב. הסיפור שלו הוא עדות לזוועות מלחמת העולם Z ולמאמצים להחזיר את האנושות אל החיים.
