Seok-woo, père divorcé et businessman absorbé par son travail, accepte de conduire sa jeune fille Soo-an à Busan en train pour rendre visite à sa mère. Dès les premières minutes du voyage, une épidémie de zombies se déclare dans tout le pays et envahit rapidement les wagons du train. Coincés dans ce huis clos ferroviaire à grande vitesse, les survivants doivent s'organiser pour résister à la horde de morts-vivants. Le film dépasse le genre zombies pour livrer une réflexion poignante sur la paternité, la solidarité de classe et le sacrifice.