La película explica que las imágenes fueron confiscadas por el gobierno estadounidense hasta que una fuente anónima las filtró para que todo el mundo las viera. Las imágenes se han recopilado a partir de varios informes de noticias y vídeos caseros, siguiendo múltiples líneas narrativas.

El 4 de julio de 2009, Claridge, un pueblo costero de la bahía de Chesapeake enclavado en la costa este de Maryland, prospera gracias al agua, tanto por el turismo como por los beneficios que aporta a la industria avícola. Sin embargo, la granja de pollos ha sido objeto de críticas por parte de algunos ciudadanos preocupados por la calidad del agua de la bahía debido al vertido de excrementos de pollos y otras toxinas en el agua, aunque el alcalde Stockman, deseoso de impulsar la floreciente economía de Claridge, insiste en que el agua es perfectamente segura. A pesar de las proclamas de Stockman, mientras la reportera novata Donna (la persona que está detrás de las imágenes filtradas de la película) cubre el evento, docenas de ciudadanos comienzan a caer enfermos con graves lesiones sin ninguna explicación. Los participantes de un concurso de comer cangrejos también comienzan a vomitar violentamente. El Dr. Abrams, director del hospital local, se ve desbordado por los pacientes y se pone en contacto con el CDC, que inicialmente cree que el problema está causado por un virus desconocido o una infección por hongos. La ciudad se sume en el caos y la gente empieza a morir en masa en cuestión de horas. Dos adolescentes mueren a manos de un animal desconocido mientras nadan, y varios ciudadanos, entre ellos una adolescente que utiliza FaceTime para hablar con un amigo, informan de síntomas extraños, como la sensación de tener bichos dentro del cuerpo. Muchos mueren en cuestión de horas. El alcalde Stockman sigue restando importancia y negando la situación.

Se revela que meses antes, dos oceanógrafos descubrieron altos niveles de toxicidad en la bahía. Tras encontrarse con múltiples peces eviscerados y comidos de dentro a fuera, se dan cuenta de que el verdadero culpable es el piojo come-lenguas, también conocido como Cymothoa exigua. Al parecer, los isópodos han evolucionado para afectar también a los humanos, debido al gran volumen de excrementos de los pollos de la planta, a los que se les inyectaron esteroides para favorecer su rápido crecimiento. Debido a esto, los isópodos se reproducen y crecen rápidamente, matando a millones de peces y provocando que el 40% de la bahía se quede sin vida. También se descubre que los forúnculos y las lesiones son el resultado de que los isópodos se comen a sus huéspedes de dentro a fuera. Los oceanógrafos alertan al consejo medioambiental de la ciudad, pero el alcalde Stockman, que dirige el consejo, ignora las advertencias. Los oceanógrafos mueren a manos de un enjambre de isópodos completamente desarrollados mientras realizan una investigación, y sus cuerpos son descubiertos poco antes de los acontecimientos de la película, pero en un principio se descartan como víctimas de un ataque de tiburón.

Stephanie y Alex, una joven pareja con un recién nacido, se embarcan hacia Claridge, sin ser conscientes del peligro ya que las fuerzas del orden locales han cerrado las torres de telefonía móvil. El puente de acceso a la ciudad también está cerrado mientras los ciudadanos son puestos en cuarentena a la fuerza. Mientras tanto, dos ayudantes del sheriff se ven superados por las quejas de los ciudadanos que gritan de dolor; en una grabación de audio mejorada digitalmente, el oficial Jimson se encuentra con una familia infectada que suplica que la maten. Tras volverse loco al ver lo que ha sucedido, les aplica la eutanasia, y luego asesina a su compañero Paul después de que uno de los isópodos le muerda. Tras ser confrontado por el sheriff y el alcalde Stockman, se revela que también está cubierto de lesiones; mata al sheriff y luego se suicida. El alcalde Stockman huye a toda prisa, pero muere en un accidente de coche.

El Dr. Abrams, infectado, es informado por el CDC de que no va a recibir ayuda; aprovecha sus últimas horas para documentar la masa de cadáveres dentro del hospital, entre los que se encuentra la adolescente de antes. Los funcionarios del CDC se enteran de que el agua de Claridge contenía una serie de toxinas y probablemente tenía un considerable índice de radiactividad, pero nunca se informó de ello debido a que la radiactividad no es una cualidad que se mida en los controles de calidad del agua. El CDC también se pone en contacto con Seguridad Nacional, que descarta el caos por tratarse de un "pueblo pequeño" y no ofrece ayuda. Stephanie y Alex llegan y encuentran la ciudad casi desierta, con cadáveres en las calles. Alex, que había nadado antes en la bahía, se infecta y muere. Stephanie logra escapar ilesa con su bebé.

Años más tarde, Donna filtra las imágenes recopiladas, revelando que el gobierno consiguió matar a los isópodos llenando el agua con cloro; luego encubrieron el incidente como resultado de las "temperaturas inusualmente altas del agua" y pagaron a los pocos supervivientes y familiares a cambio de silencio. Donna adivina que el gobierno puede matarla por filtrar la información y revela que Stephanie sobrevivió pero se negó a participar en la película. La película termina con tomas de civiles disfrutando inocentemente del agua de la bahía, sin ser conscientes de los peligros, mientras el 40% de la bahía permanece sin vida.