Il colonnello Sam Daniels, capo del centro di crisi per i focolai virali dell'esercito americano USARMIID nel Maryland, viene inviato a indagare su un focolaio di febbre emorragica nello Zaire. Daniels viene convinto dai suoi superiori militari a considerare il virus non letale. Tuttavia, una scimmia proveniente dallo Zaire viene portata negli Stati Uniti a bordo di un cargo coreano e rubata da un dipendente della quarantena. La scimmia riesce a infettare le persone e queste a loro volta infettano tutti coloro con cui entrano in contatto. Tutti muoiono orribilmente nel giro di poche ore. Daniels si rende conto che il virus ha raggiunto gli Stati Uniti, ma i suoi superiori cercano di impedirgli di fare qualcosa. Ma presto intere città vengono colpite. Mentre Daniels cerca di rintracciare la fonte dell'epidemia, si rende conto che i militari stanno cercando di svilupparlo come arma biologica.
Il film è incentrato su un'epidemia di un ebolavirus fittizio e di un virus Motaba simile all'orthomyxoviridae, nello Zaire e successivamente in una piccola città della California. È ambientato principalmente nell'Istituto di Ricerca Medica sulle Malattie Infettive dell'Esercito degli Stati Uniti e nei Centri per il Controllo e la Prevenzione delle Malattie e nella cittadina fittizia di Cedar Creek, in California. La trama di Outbreak ipotizza fino a che punto le agenzie militari e civili potrebbero spingersi per contenere la diffusione di una malattia mortale e contagiosa.
Il film, uscito il 10 marzo 1995, fu un successo al botteghino e Spacey vinse due premi per la sua interpretazione. All'epoca dell'uscita del film, nello Zaire si stava verificando un'epidemia reale del virus Ebola.
La minaccia più grande per il continuo dominio dell'uomo sul pianeta è il virus.
Nel 1967, durante gli ammutinamenti di Kisangani, viene scoperto nella giungla africana un virus chiamato Motaba, che causa una febbre mortale. Per mantenere il segreto sul virus, gli ufficiali dell'esercito americano Donald McClintock e Billy Ford distruggono il campo dove i soldati sono stati infettati.
Ventotto anni dopo, il colonnello Sam Daniels, virologo dell'USAMRIID, viene inviato a indagare su un'epidemia nello Zaire. Lui e il suo equipaggio - il tenente colonnello Casey Schuler e la nuova recluta Major Salt - raccolgono informazioni e tornano negli Stati Uniti. Ford, ora generale di brigata e ufficiale superiore di Daniels, respinge i timori di quest'ultimo sulla diffusione del virus.
Una scimmia cappuccina dalla testa bianca che ospita il virus viene introdotta di nascosto nel paese. James "Jimbo" Scott, un lavoratore di un laboratorio di sperimentazione animale, viene infettato quando ruba la scimmia per venderla al mercato nero. Jimbo non riesce a vendere la scimmia a Rudy Alvarez (anch'egli infetto), proprietario di un negozio di animali nel villaggio di Cedar Creek, sulla costa della California. Dopo aver liberato la scimmia nei boschi fuori dalla vicina comunità di Palisades, l'uomo sviluppa i sintomi durante un volo per Boston e contagia la sua ragazza, Alice. La loro malattia viene indagata dalla dottoressa Roberta Keough, scienziata del CDC ed ex moglie di Daniels. Jimbo, Alice e Rudy muoiono, ma Keough stabilisce che nessun altro a Boston è stato infettato.
Un tecnico dell'ospedale di Cedar Creek viene infettato quando rompe accidentalmente la fiala di sangue di Rudy. Il virus muta rapidamente in un ceppo in grado di diffondersi come l'influenza, diventando aereo e causando il contagio di diverse persone in un cinema. Daniels vola a Cedar Creek contro gli ordini di Ford, unendosi alla squadra di Keough con Schuler e Salt. Mentre iniziano a cercare la scimmia, l'esercito mette in quarantena la città e impone la legge marziale. Schuler viene infettato quando la sua tuta si strappa e Keough si infila accidentalmente con un ago contaminato mentre lo cura.
Quando Ford fornisce un siero sperimentale che cura il ceppo originale, Daniels si rende conto che i suoi superiori erano a conoscenza del virus prima dell'epidemia. Daniels viene a conoscenza dell'Operazione Clean Sweep, un piano dell'esercito per contenere il virus bombardando Cedar Creek, incenerendo la città e i suoi abitanti, apparentemente per prevenire l'espansione di Motaba a proporzioni pandemiche. Tuttavia, McClintock, ora maggiore generale, intende usare l'operazione per nascondere l'esistenza del virus mutato in modo da conservare il ceppo originale per usarlo come arma biologica.
Per impedire a Daniels di trovare una cura, McClintock gli ordina di arrestarlo perché portatore del virus. Daniels riesce a fuggire prima di raggiungere in elicottero, insieme a Salt, la nave che trasportava la scimmia. Daniels ottiene una foto della scimmia e la diffonde ai media; una residente di Palisades, la signora Jeffries, si accorge che sua figlia Kate ha giocato con la scimmia (che ha chiamato Betsy) e chiama il CDC. Daniels e Salt arrivano a casa dei Jeffries e Salt tranquillizza Betsy dopo che Kate l'ha fatta uscire dal suo nascondiglio nel bosco vicino. Quando viene a sapere da Daniels della cattura di Betsy, Ford ritarda l'attentato.
Durante il volo di ritorno, Daniels e Salt vengono inseguiti da McClintock con un altro elicottero. Salt spara due razzi contro gli alberi per ingannarlo e fargli credere che si sono schiantati. Una volta tornati a Cedar Creek, Salt mescola gli anticorpi di Betsy con il siero di Ford per creare un antisiero; nonostante Schuler sia morto, salvano Keough. McClintock torna alla base e riprende l'operazione Clean Sweep, rifiutandosi di ascoltare Ford. Daniels e Salt fanno volare il loro elicottero direttamente sulla traiettoria di avvicinamento del bombardiere al suo obiettivo.
Con l'aiuto di Ford, Daniels convince l'equipaggio del bombardiere a far esplodere la bomba sull'acqua e a risparmiare la città. Prima che McClintock possa ordinare un altro bombardamento, Ford lo solleva dal comando e ordina il suo arresto. Daniels e Keough si riconciliano mentre gli abitanti di Cedar Creek vengono curati.