Сюжет кинотриллера «Инфекция: Фаза 2» разворачивается после гибели героини первой части Саманты. Эта легкомысленная и легковерная девушка заразилась на вечеринке зомби-вирусом и буквально за три дня превратилась в опаснейшего ходячего мертвеца. Пока она превращалась, девушка успела переспать с давним поклонником Райли и передать зомби-вирус этому бедному неуверенному парню. Саманта погибла и теперь также же жуткие метаморфозы ожидают и Райли, который, однако, уже понимает, как именно окончится его невеселая жизнь и какие кошмары наяву бедняге придется испытать.

Райли решает попытаться отыскать лекарство за отпущенные ему три дня и все-таки выжить со смертоносным вирусом. Одновременно с этим полицейские начинают заниматься расследованиями страшных метаморфоз некоторых молодых людей, впоследствии превратившихся в мертвецов. Оказывается, Саманту и некоторых других заразил маньяк Би Джей, носитель вируса, который специально решает создать зомби-апокалипсис. Полицейские ищут маньяка и попутно истребляют немногочисленных зараженных, стараясь держать инфекцию. Все участники истории стараются исполнить собственные цели и предотвратить апокалипсис.