La Terre traverse la queue d’une comète, un événement qui ne s’est pas produit depuis 65 millions d’années et qui a coïncidé avec le phénomène d’extinction qui a anéanti les dinosaures. La nuit du passage de la comète, qui a lieu onze jours avant Noël, de grandes foules se rassemblent à l’extérieur pour regarder et célébrer.

Regina « Reggie » Belmont, 18 ans, travaille dans un cinéma du sud de la Californie. Elle est agacée de constater que les initiales DMK ont le sixième meilleur score au jeu vidéo Tempest du cinéma, sur lequel tous les autres scores sont les siens. Elle reste après la fermeture du cinéma pour aider son petit ami Larry, le projectionniste du cinéma, à se faufiler à l’intérieur afin qu’il puisse prêter une bobine de film pour la dupliquer illégalement à son propre profit. Il lui propose de payer son aide avec ce qu’il espère gagner lorsque l’autre partie lui rendra la bobine au matin. Reggie et Larry passent la nuit dans la cabine de projection doublée d’acier et ont des relations sexuelles.

Pendant ce temps, la sœur de Reggie, Samantha « Sam », âgée de 16 ans, se dispute avec leur belle-mère Doris, qui, selon Sam, trompe son père. Il est révélé au cours de la dispute que le père de Sam et Reggie est parti en service militaire actif. Doris, bouleversée par l’accusation de Sam, la gifle au visage. Sam réplique et gifle Doris à son tour. Doris frappe alors Sam au visage, l’envoyant voler au-dessus du canapé et sur le sol. Sam finit par passer la nuit dans une cabane en acier de l’arrière-cour.

Le lendemain matin, une brume rougeâtre lugubre recouvre le ciel, et il n’y a aucun signe de vie mais des tas de poussière rouge et des tas de vêtements partout. Ignorant que quelque chose s’est produit, Larry sort et est tué par un zombie brandissant une clé à pipe. Après avoir joué au jeu vidéo pour remplacer les initiales de DMK par les siennes, Reggie part à la recherche de Larry à l’extérieur, confondant le ciel rouge et couvert avec un mauvais smog. Elle rencontre rapidement le zombie, mais s’échappe sur la moto de Larry. Elle se dirige vers la maison pour trouver sa sœur, et elles supposent que parce qu’elles ont toutes les deux passé la nuit dans des conteneurs en acier, elles ont été sauvées des effets de la comète.

Les sœurs courent vers la station de radio locale après avoir entendu un disc-jockey à l’antenne, pour découvrir qu’il s’agissait d’une émission préenregistrée. Elles y croisent un autre survivant, Hector Gomez, qui a passé la nuit à l’arrière de son camion en acier. Lorsque Sam parle dans le microphone, elle est entendue par des chercheurs dans une installation souterraine dans le désert. Alors qu’ils écoutent Reggie, Sam et Hector débattre de ce qu’il faut faire, les scientifiques notent que les zombies, bien que moins exposés à la comète, finiront eux-mêmes par se désintégrer en poussière. Hector part vérifier si certains membres de sa famille ont survécu, mais promet de revenir dès que possible.

Reggie et Sam vont ensuite acheter des armes et des vêtements dans un centre commercial. Après une fusillade avec des stockeurs zombies, les filles sont faites prisonnières, mais sont sauvées par une équipe de secours envoyée par les scientifiques. Reggie est ramené à leur base. Audrey White, une scientifique désabusée, propose de se débarrasser de Sam, dont elle a diagnostiqué qu’elle avait été exposée à la comète en raison de son éruption cutanée, et d’attendre le retour d’Hector. Après avoir simulé l’euthanasie de Sam en lui injectant un simple sédatif, elle tue l’autre scientifique restante. Lorsque Hector revient après une rencontre avec un enfant zombie, Audrey l’informe de la situation et se fait une injection mortelle. Sam et Hector partent à la rescousse de Reggie.

De retour à la base, il est révélé que les chercheurs s’étaient doutés des effets de la comète et s’y étaient préparés, mais qu’ils avaient par inadvertance laissé le système de ventilation ouvert et les ventilateurs en marche pendant le passage de la comète. Cela a permis à la poussière mortelle de pénétrer dans leur base. Reggie, qui est devenu méfiant, s’échappe et découvre que les scientifiques mourants ont chassé les survivants sains et les ont rendus en état de mort cérébrale. Ils récoltent leur sang non contaminé pour maintenir la maladie à distance pendant qu’ils cherchent désespérément un remède. Reggie sauve un jeune garçon et une jeune fille avant qu’ils ne soient traités, puis débranche les autres victimes de leurs machines de maintien en vie. Sam et Hector arrivent et sauvent le trio et font exploser les scientifiques.

Enfin, la pluie lave la poussière rouge, laissant le ciel clair. Après que Reggie s’est mise en couple avec Hector, et a pris des rôles parentaux avec les enfants, Sam se sent exclue. Frustrée, elle ignore l’avertissement de Reggie concernant la traversée d’une rue déserte du centre-ville à l’encontre du signal lumineux encore en fonction, sous prétexte qu’il n’y a plus personne. Sam est presque renversée par une voiture de sport conduite par Danny Mason Keener, un survivant de son âge. Après s’être excusé, il l’invite à faire un tour. Alors qu’ils partent, la voiture porte les initiales « DMK » sur sa plaque d’immatriculation.