De aarde gaat door de staart van een komeet, een gebeurtenis die zich in 65 miljoen jaar niet heeft voorgedaan en samenviel met de uitsterving die de dinosaurussen uitroeide. In de nacht van de passage van de komeet, die elf dagen voor Kerstmis plaatsvindt, verzamelt zich een grote menigte buiten om te kijken en te vieren.
De 18-jarige Regina “Reggie” Belmont werkt in een bioscoop in Zuid-Californië. Ze vindt het vervelend dat de initialen DMK de zesde hoogste score hebben op het Tempest videospel van het theater, waarop alle andere scores van haar zijn. Ze blijft na sluitingstijd van het theater om haar vriend Larry, de projectionist van het theater, te helpen terug naar binnen te sluipen zodat hij een filmrol kan uitlenen om deze illegaal te dupliceren voor zijn eigen gewin. Hij biedt aan haar hulp te betalen van wat hij verwacht te verdienen als de tegenpartij de filmrol ’s morgens terugbrengt. Reggie en Larry brengen de nacht door in de met staal beklede projectiecabine en hebben seks.
Tussen maakt Reggie’s 16-jarige zus Samantha “Sam” ruzie met hun stiefmoeder Doris, van wie Sam impliceert dat ze haar vader bedriegt. Tijdens de ruzie wordt onthuld dat Sam en Reggie’s vader weg is voor actieve militaire dienst. Doris, boos door Sam’s beschuldiging, slaat haar in het gezicht. Sam neemt wraak en slaat Doris terug. Doris slaat Sam dan in het gezicht, waardoor ze over de bank en op de grond vliegt. Sam brengt uiteindelijk de nacht door in een stalen schuurtje in de achtertuin.
De volgende ochtend bedekt een sombere roodachtige nevel de hemel, en er zijn geen tekenen van leven behalve stapels rood stof en overal stapels kleding. Niet wetende dat er iets is gebeurd, gaat Larry naar buiten en wordt gedood door een zombie die een pijpsleutel hanteert. Nadat ze het videospel heeft gespeeld om de initialen van DMK te vervangen door haar eigen initialen, gaat Reggie buiten op zoek naar Larry, waarbij ze de rode bewolkte lucht aanziet voor slechte smog. Ze komt al snel de zombie tegen, maar ontsnapt op Larry’s motorfiets. Ze gaat naar huis om haar zus te zoeken, en ze veronderstellen dat omdat ze allebei de nacht in stalen containers hebben doorgebracht, ze gered zijn van de effecten van de komeet.
De zussen racen naar het lokale radiostation nadat ze een disc jockey in de ether horen, alleen om te ontdekken dat het een vooraf opgenomen show was. Ze komen daar een andere overlevende tegen, Hector Gomez, die de nacht achter in zijn stalen truck heeft doorgebracht. Als Sam in de microfoon praat, wordt ze gehoord door onderzoekers in een ondergrondse installatie in de woestijn. Terwijl ze luisteren naar Reggie, Sam en Hector over wat te doen, merken de wetenschappers op dat de zombies, hoewel minder blootgesteld aan de komeet, uiteindelijk zelf tot stof zullen uiteenvallen. Hector vertrekt om te kijken of iemand van zijn familie het overleefd heeft, maar belooft zo snel mogelijk terug te komen.
Reggie en Sam gaan dan in een winkelcentrum winkelen voor wapens en kleding. Na een vuurgevecht met enkele zombie-veejongens worden de meisjes gevangen genomen, maar ze worden gered door een reddingsteam dat door de wetenschappers is gestuurd. Reggie wordt teruggebracht naar hun basis. Audrey White, een gedesillusioneerde wetenschapper, biedt aan om Sam, die volgens haar is blootgesteld aan de komeet door haar opkomende huiduitslag, uit de weg te ruimen en te wachten op de terugkeer van Hector. Nadat ze heeft gedaan alsof ze Sam had geëuthanaseerd door haar alleen een kalmerend middel in te spuiten, doodt ze de andere overgebleven wetenschapper. Wanneer Hector terugkeert na een ontmoeting met een zombiekind, licht Audrey hem in over de situatie en geeft zichzelf dan een dodelijke injectie. Sam en Hector gaan op pad om Reggie te redden.
Terug op de basis wordt onthuld dat de onderzoekers de gevolgen van de komeet hadden vermoed en voorbereid, maar per ongeluk het ventilatiesysteem open hadden gelaten en de ventilatoren hadden laten draaien tijdens de passage van de komeet. Hierdoor kon het dodelijke stof hun basis binnendringen. Reggie, die achterdochtig is geworden, ontsnapt en ontdekt dat de stervende wetenschappers de gezonde overlevenden hebben opgejaagd en hersendood hebben gemaakt. Ze oogsten hun onbesmette bloed om de ziekte op afstand te houden terwijl ze wanhopig op zoek zijn naar een geneesmiddel. Reggie redt een jongen en een meisje voordat ze worden verwerkt, en haalt dan de stekker van de andere slachtoffers uit hun life support machines. Sam en Hector arriveren en redden het trio en blazen de wetenschappers op.
Eindelijk spoelt de regen het rode stof weg, waardoor de lucht helder blijft. Nadat Reggie een paar vormt met Hector, en de ouderlijke rol op zich neemt met de kinderen, voelt Sam zich buitengesloten. Gefrustreerd negeert ze Reggie’s waarschuwing om een verlaten straat over te steken tegen het nog steeds werkende stoplicht in, met als argument dat er niemand anders meer is. Sam wordt bijna overreden door een sportwagen, bestuurd door Danny Mason Keener, een overlevende van ongeveer haar eigen leeftijd. Nadat hij zich verontschuldigd heeft, nodigt hij haar uit om een ritje te maken. Als ze wegrijden, is de auto te zien met de initialen “DMK” op de kentekenplaat.