En el pequeño pueblo de Centerville, Pennsylvania, el Jefe de Policía Cliff Robertson (Bill Murray) y el Oficial Ronnie Peterson (Adam Driver) están en el bosque hablando con el Ermitaño Bob (Tom Waits), que vive allí. Se le acusa de robar un pollo del granjero Frank Miller (Steve Buscemi), pero Cliff, que conoce a Bob desde que eran niños, no cree que lo haya hecho.

Después de dejar a Bob el Ermitaño, vuelven al pueblo cuando Cliff se da cuenta de que todavía hay luz, a pesar de que son más de las 8 de la tarde. Ronnie se da cuenta de que su reloj y su móvil ya no funcionan, y cree que "esto no va a acabar bien", algo que dice a lo largo de la película. Entonces encienden la radio y suena la canción "The Dead Don't Die" de Sturgell Simpson, una canción que le gusta mucho a Ronnie. Cuando Cliff pregunta por qué, Ronnie dice que es el tema de la película. Esta es la primera de varias rupturas de la cuarta pared que ocurren en la película.

El espectador es llevado por toda la ciudad para conocer a varios residentes. Fern dirige el restaurante local, y Lily, que limpia el lugar, también limpia la funeraria dirigida por Zelda Winston (Tilda Swinton).

Zelda es nueva en Centerville, y tiene afinidad con las espadas samurai. Hank (Danny Glover) dirige la ferretería, el granjero Frank es el supremo residente blanco, Bobby dirige la gasolinera local/tienda de juguetes/librería económica, Danny dirige el hotel, y Mindy (Chloe Sevigny) es el otro oficial de policía del pueblo. No está sola en la comisaría, ya que Mallory el borracho del pueblo (Carol Kane) ha muerto recientemente y está tendido en una de las celdas. El pueblo también tiene un centro de detención de menores, y tres de los reclusos son amigos de Stella, Olivia y Gerónimo.

Están viendo las noticias en la televisión, donde la presentadora de noticias Posie Juárez (Rosie Pérez) habla de cómo la fractura polar ha causado que la Tierra se salga de su eje, lo que ha llevado a que ocurran fenómenos extraños. Fern y Lily, así como Hank y Frank, están escuchando el mismo informe en la radio del restaurante. También se preguntan si es por eso que todavía hay luz a esta hora. Mientras tanto, en el cementerio del pueblo, dos cadáveres (Iggy Pop, Sara Driver) han salido de sus tumbas y se dirigen al pueblo. Llegan a la cafetería cuando está cerrando, y atacan y matan a Fern y Lily. Detienen su ataque cuando ven las cafeteras llenas. Beben un poco de café y se van.

A la mañana siguiente, Cliff investiga el ataque al restaurante. Ronnie y Mindy pronto se unen a Cliff, y Ronnie cree que las muertes son el resultado de los zombis, algo que a Cliff y Mindy les cuesta creer.

Más tarde, el trío se entera de que los animales de la zona, ya sean mascotas, animales de granja o animales salvajes, están desapareciendo o huyendo de la zona y se adentran en el bosque. En este momento, los hipsters Zoe (Selena Gómez), Jack y Zack llegan al pueblo.

Después de detenerse para comprar gasolina en la tienda de Bobby, van al hotel y se registran. Cliff y Ronnie, que están allí para investigar el gato desaparecido de Danny, les advierten a los tres que se queden en su habitación y cierren la puerta con llave por la noche, pero los ignoran. Cliff lleva a Ronnie al cementerio para refutar la teoría del zombi de Ronnie, pero cuando encuentran dos tumbas abiertas, Cliff empieza a pensar que Ronnie puede tener razón.

El ermitaño Bob, que los observa desde el bosque a través de sus binoculares y comiendo el pollo que admite haberle robado al granjero Frank, llega a la misma conclusión. Después de que se van, todos los cadáveres emergen de sus tumbas, y el apocalipsis zombi ha comenzado.

Cliff y Ronnie vuelven a la comisaría y le dicen a Mindy que son zombis. Ronnie entonces les dice a ambos que la única manera de matar a un zombi es matando su cabeza o decapitándolo. En ese momento, Mallory se reanimó, pidiendo Chardonnay. La matan, e intentan idear un plan, pero están luchando. Zelda, que acaba de matar a dos de sus "clientes" en la funeraria con su espada de katana, llega y les dice que deben ir por la ciudad para ver lo malo que es, y se quedará en la estación para vigilar la radio y la computadora.

El trío se carga de armas y sale, mientras Zelda va a la computadora y comienza a escribir en un idioma extranjero. En la ciudad, los zombis están atacando, y los residentes están siendo asesinados, luego se reaniman y se convierten en zombis ellos mismos. Scott logra escapar de su tienda y se dirige a la ferretería de Hank, y deciden atrincherarse en ella. Sellan la puerta principal, pero se olvidan de la puerta trasera, y ambos son asesinados por la horda de zombis. Danny también es asesinado, y él a su vez mató a los hipsters. Cuando la policía ve a los hipsters muertos, Ronnie les corta la cabeza para evitar que se reanimen, lo que horroriza a Mindy.

El granjero Frank es asesinado en su granja, y es presenciado por el ermitaño Bob, quien dice que recibió lo que se merecía, y luego corre más lejos en el bosque para no ser visto por los zombis. En el centro de detención de menores, Stella, Olivia y Geronimo logran pasar a los zombis y a los guardias no muertos y escapan con éxito del edificio. Son vistos por última vez corriendo por las calles en busca de un lugar seguro, y luego no se les vuelve a mostrar, por lo que su destino es desconocido.

Mientras conducen por la ciudad, el trío de policías se da cuenta de que los zombis están migrando hacia las cosas que amaban cuando estaban vivos, como los niños zombis de la juguetería/librería económica y otros que miran los teléfonos móviles. Esto explicaría por qué el borracho del pueblo quería Chardonnay. Llegan al cementerio, pero su coche patrulla se atasca. Una horda de zombis rodea el coche, y Mindy reconoce a uno de ellos como su abuela. Con el estrés de la situación volviéndose demasiado para ella, Mindy se rompe y sale del coche para unirse a su abuela. Inmediatamente es atacada y asesinada por la horda. En este momento, Zelda llega al cementerio, habiendo manejado el auto personal de Ronnie para llegar allí. Mientras camina hacia el centro del cementerio, la horda abandona el auto y forma un círculo a su alrededor. En ese momento, un OVNI cae del cielo, y ella agradece que hayan recibido su mensaje.

Después de que es transportada a bordo y se va volando, Cliff le dice a Ronnie que siempre sintió que ella era diferente. Ronnie dice una vez más que esto no va a terminar bien, Cliff le pregunta por qué sigue diciendo eso. Ronnie responde que es porque leyó el guión que Jim (escritor/director Jim Jarmusch) le dio, pero el OVNI no estaba en su versión. Cliff dice que sólo recibió las páginas con sus escenas. Ronnie dice entonces que la última escena los llama a salir a pelear, así que Cliff y Ronnie salen del coche patrulla y empiezan a atacar a los zombis. Son capaces de matar a muchos de ellos, incluyendo las versiones no muertas de los residentes que vimos antes, pero al final se ven abrumados y presumiblemente mueren.

La película termina con el ermitaño Bob, todavía escondido en el bosque, viendo la carnicería en el cementerio, comentando que todo el mundo ya es un zombi sin alma, porque lo único que le importa a todo el mundo ahora es su necesidad de cosas en lugar de cuidar de los demás, y que el mundo es un "lugar jodido".