年轻的植物学家伊芙琳，满心热忱地加入普拉姆岛实验室，怀揣着用科技改良作物、解决饥荒的纯真梦想。初入实验室，她就被那森严戒备、冰冷金属质感的环境震慑：厚实的防爆玻璃后，奇异植物在营养液里扭动，微光闪烁的基因编辑仪器嗡嗡作响。项目负责人克劳德博士，眼神锐利如鹰，带着伊芙琳参观核心区域时，得意介绍：“这‘暗影种子’融合了深海藻类、极地苔藓等极端生物基因，耐旱耐寒、产量超高，会是农业革命的关键。”伊芙琳心生疑虑，如此激进组合，安全隐患显而易见。
另一边，孟山都公司内，会议室烟雾缭绕，高层们围坐商讨商业版图扩张。“一旦‘暗影种子’铺开，专利在手，各国农业都得仰仗我们，财源滚滚！”市场总监兴奋拍桌。为防种子外流，他们植入“基因锁”，三代繁殖后基因崩塌，作物坏死，农民只能持续高价回购。
第一批“暗影种子”流入印度农村。起初，金黄麦浪耀眼，丰收在望让农民喜笑颜开。但数月后，噩耗频传，食用新麦的村民纷纷病倒。老农夫拉杰，辛苦劳作一辈子，眼见家人全身起疹、咳血不止，虚弱地躺在病床上，眼神绝望：“神啊，这是啥病，咋越治越重？”医院里，走廊挤满痛苦呻吟的病人，癌症、罕见血液病肆虐，医生们焦头烂额，常规药物毫无作用。
与此同时，在隐秘军事基地，生物兵器研发正如火如荼。科学家提取迅猛龙基因强化士兵肌肉爆发力；章鱼基因植入，赋予人体柔软变形、隐匿身形能力；蝙蝠超声波定位则用于打造战场侦察“耳目”。实验初期，怪物在牢笼里嘶吼挣扎，肌肉紧绷、鳞片闪烁寒光，黏稠唾液滴下，腐蚀地面。
一次意外，基地电力故障，电磁锁失效，怪物破笼而出。“猎杀者 x”，集猎豹速度、棕熊力量与毒蛇毒性于一身，率先冲进军营，士兵未及反应，已被利爪撕碎，鲜血四溅；“幽影鬼魅”身形如烟，悄然潜入指挥室，军官们眼前一花，脖颈便多了几道血痕，倒地毙命。警报声凄厉响起，基地瞬间沦为屠宰场。
随着怪物逃窜、种子病毒扩散，恐慌席卷全球。纽约街头，上班族瑞安正匆忙赶路，转角处，一只周身黏糊、长着多目与尖刺触手的混合怪“黏刺魔”缓缓爬出下水道，黏液拖出一路恶臭轨迹。瑞安惊恐尖叫，周围路人四散奔逃，怪物甩动触手，扫倒众人，吸盘吸附路人皮肤，吸食鲜血，受害者瞬间干瘪。
东京闹市区，“飞翼毒蝠”遮天蔽日袭来，翅膀扇动带起毒雾，行人吸入后翻白眼、口吐白沫。恐慌蔓延，交通瘫痪，救护车笛声被惨叫淹没。各国政府紧急出动军队围剿，可怪物繁殖太快、病毒变异无常。科研团队日夜研发解药、对抗基因武器，却屡屡失败。
伊芙琳良心难安，偷走关键实验数据，欲公开真相，却被克劳德博士发现。“你敢背叛，全世界都因你陷入混乱！”博士怒目而视，派出改造杀手追杀。伊芙琳东躲西藏，途中结识退役军人马克，两人携手一边躲避追杀，一边探寻破解之法。
在废弃工厂据点，他们发现孟山都隐藏文件，知晓“自毁基因”触发机制藏在原始样本里。历经艰险潜回普拉姆岛，找到样本时，却被“融合巨兽”拦住，这怪物如山般高大，鳄鱼般坚硬外皮，蜈蚣般多足疯狂舞动，口吐烈焰。马克舍身引开巨兽，伊芙琳趁机破解基因锁，终止种子灾难；可马克葬身兽口，伊芙琳重伤逃出。
虽暂时阻止恶化，世界已满目疮痍。医院人满为患，孤儿寡母哭声回荡；废墟里，残肢断臂昭示惨烈过往。更糟的是，部分基因片段逸散自然界，未来随时可能孕育新恐怖。伊芙琳望着死寂城市，泪目低语：“我们唤醒恶魔，代价太大了……”而黑暗中，某些势力觊觎残留技术，蠢蠢欲动，似在谋划重启这致命游戏，阴霾依旧笼罩人类前行之路，不知何时，噩梦又将卷土重来。