Eine mutierte Variante des Tollwut-Virus grassiert in Venezuela und entwickelt sich rasend schnell zu einer tödlichen Epidemie in dem von Unruhen zerrütteten Land. Infection erzählt die Geschichte des jungen Arztes Adam, der inmitten dieses Chaos von seinem Sohn getrennt wird. Auf der Suche nach seinem Kind muss sich der Vater seinen Weg durch zerstörte Städte, trostlose Landschaften und über leichengepflasterte Straßen bahnen. Plünderer und blutrünstige Infizierte werden zur stetigen Bedrohung. Während das Militär längst die Kontrolle verloren hat, besteht die einzige Hoffnung für das Überleben aller in einem Impfstoff, um die Seuche einzudämmen. Gemeinsam mit einem Schweizer Wissenschaftler, dem er auf seiner Odyssee begegnet, versucht Adam, dem Geheimnis des Virus auf die Spur zu kommen und damit auch das Leben seines Sohnes zu retten. Ein Wettlauf gegen die Zeit beginnt.