Quando uma epidemia de gripe iminente ameaça os EUA, o Agente Federal Brad Wolgast tem a tarefa de trazer a última cobaia da experiência: uma menina de dez anos chamada Amy Bellafonte. Porém, após conhecer Amy, a lealdade de Brad ao Projeto NOAH é posta à prova e, em última instância, ele tenta protegê-la a todo o custo.

Brad, que está ferido, e Amy continuam a fugir de Richards e tentam encontrar guarida junto de um ex-instrutor militar de Brad, enquanto Lila tenta ajudar à distância. Entretanto, no Projeto NOAH, o Dr. Lear reflete nas decisões que o levaram a envolver Fanning na sua investigação e dá-se início ao teste do vírus em Anthony Carter, enquanto a epidemia se espalha na China e a luta pela cura está cada vez mais forte.

Após ser levado para o Projeto NOAH, Brad faz um acordo com Sykes e Richards para ficar com Amy quando esta é submetida ao teste do vírus. Entretanto, no 4B, Richards toma uma decisão sobre Babcock que o leva a perceber como ela foi parar ao corredor da morte.

Numa tentativa de proteger Amy, Wolgast convence Sykes e Lear a deixá-los sair das instalações para fazer exercício. À medida que as recordações revelam a vida de Carter até ser condenado ao corredor da morte, a influência de Fanning sobre aqueles mantidos dentro do Projeto NOAH torna-se mais forte. Entretanto, os virais ganham poder sobre a equipa das instalações, fazendo com que Richards e Wolgast se reúnam para derrubar um soldado desonesto.

Brad e Amy planeiam a sua fuga com um cúmplice improvável quando um oficial de alto escalão chega, de repente, ao Projeto NOAH; Sykes e Richards começam a questionar os motivos um do outro.

Guilder e Richards correm para organizar uma equipa de busca quando um vírus sai do Project NOAH; Amy cria atrito com Brad quando se voluntaria para ajudar de forma inesperada.

Brad e Lila revêm a sua história juntos enquanto delineiam um plano para salvar Amy. O Secretário da Defesa dá autoridade total a Horace Guilder sobre o Projeto NOAH, deixando Sykes e Richards aterrorizados a respeito dos contornos do seu plano de ataque. Entretanto, a relação entre Amy e Carter está mais forte do que nunca, numa altura em que ele a prepara para o grande plano de Fanning e Lear luta para ajudar Elizabeth antes que seja tarde demais.

Quando Amy começa a sentir sintomas do vírus, Brad reúne toda a gente e Lila e Sykes correm contra o tempo para conseguir um medicamento anti-viral que a salve de Fanning. Entretanto, Richards tenta manter o Projeto NOAH contido quando Guilder toma uma misteriosa decisão de deixar a maior parte da equipa enquanto tenta evitar as tentativas de Babcock de entrar na sua cabeça.

Quando a única forma de impedir a fuga de Fanning e dos corpos virais do Project NOAH envolve uma explosão perigosa que poderia colocar Brad, Sykes e a cura para o vírus em risco, é Amy que tem de decidir o que é melhor para a humanidade. Nestas circunstâncias, formam-se alianças surpreendentes e uma figura central regressa para inspirar confiança, convencendo todos a lutar pelas suas vidas.

À medida que os virais se espalham pelos EUA, Brad e Lila tentam manter Amy segura, Lear procura uma cura e Richards e Babcock forjaram um acordo. Contudo, graças a Fanning, as coisas podem sair rapidamente fora de controlo.