經過一次偶然事件，致命病毒開始在島上肆虐。幸存者們在資源匱乏的環境下陷入生存危機，醫生艾米麗·庫什帶領醫療團隊嘗試研發解藥，而亞倫·希爾默飾演的前軍官則主張通過武力控制感染人群。隨著信任危機加劇，部分成員冒險穿越隔離區獲取疫苗樣本，意外揭露病毒源頭與第一季中神秘實驗室事故的關聯。在解藥研發取得突破時，核心成員因救治優先級問題產生分裂，最終通過犧牲兩名感染者的情報才達成臨時協作。當撤離直升機抵達時，獲得解藥的幸存者發現島上仍滯留著未治愈的重癥患者，而亞歷山大·謝爾飾演的科學家堅持留守繼續研究病毒變異特征。