시작은 남극의 노르웨이 기지의 멤버들이 탐사는 나서는 장면에서 시
작한다. 이후 사고로 타고 있던 차량 채로 크레바스로 빠져버리는가 싶었으나 그 안에서 무언가를 발견하고, 시점이 바뀌어서 컬럼비아 대학교의 고생물학자인 케이트에게 노르웨이 연구기지의 샌더슨 박사가 찾아와서 자신들의 연구에 참여해달라고 부탁한다.
이상하게도 샌더슨 박사는 어디서 뭘 연구하는건지 알려달라는 케이트에게 오래된 건축물과 샘플에 대한 작업이라는 것만 알려줄 수 있다며 말을 아끼고, 그의 태도에서 뭔가 극비 사항임을 눈치챈 케이트는 더 이상 질문하지 않고서 수락한다.
남극의 연구기지에 도착한 케이트는 다른 일행과 함께 외계인의 거대한 우주선을 보게 되고, 노르웨이인들은 이것이 세기의 대발견이라면서 기뻐한다. 얼마 지나지 않아, 탐사대원들은 비행선을 발견한 근처에서 얼음 속에 냉동된 외계 생명체를 발견하였고, 이 외계 생명체가 들어있는 얼음을 뜯어내 기지로 운반한다.
이 우주선은 아주 오랜 세월 전에 지구에 도착했지만, 우주선의 주인은 우주선을 빠져나오려다 얼어버리고 만 것이었다. 한편 할버슨 박사가 성과를 얻기 위해 외계인이 냉동된 얼음 덩어리에 드릴로 구멍을 뚫으려고 하자 케이트가 이것을 반대하지만, 탐사 대원들은 그녀의 충고를 무시하고 드릴로 구멍을 뚫어 생명체의 샘플을 채취한다.
그러다가 그날 밤 사람들이 세기의 대발견을 축하하는 파티를 여는 가운데, 탐사원들 중 한 명이 생명체를 확인하다가 외계 생명체가 얼음 속에서 빠져나와 건물 밖으로 탈출하는 것을 목격한다. 이후 사람들은 흩어져서 도망간 괴물을 찾아 생포하려고 나가는데, 그러다 외계 생명체가 헨릭에게 발견되지만, 대원들이 방심하는 사이 괴물이 촉수를 발사해 헨릭을 공격한다. 외계 생명체는 그를 그 자리에서 흡수하려 했으나, 결국 화염방사기에 의해 건물 밑에서 불에 타 죽는다.
샌더슨 박사는 연구실로 가져온 시체의 샘플을 채취해 관찰하고 케이트가 작업을 돕는다. 해부하여 열어본 시체 안에선 투명한 막에 싸인 헨릭의 신체가 있었는데, 샌더슨 박사는 외계 생명체가 헨릭을 잡아먹고 소화시키는 것이라 판단했으나, 외계 생명체의 혈액이 인간의 혈액을 공격하고 흡수해서 똑같은 모양으로 복제하는 것을 관찰한 케이트는, 이를 아담에게 보인 후 괴물이 헨릭을 흡수해 그로 위장하려고 시도했던 것이었다고 설명해 준다. 또한 외계 생명체의 시체에서 헨릭의 팔에 삽입되있던 티타늄 보철물이 나왔는데, 이를 통해 외계 생명체는 무기물은 복제하지 못한다는 것을 알게된다.
한편 아픈 증세를 보이는 환자와 눈앞에서 헨릭이 끔찍하게 살해당하는 것을 보고 충격을 받은 올라프를 이송하기 위해 헬기가 떠나려고 하는데, 화장실에서 핏자국과 치아 보철을 발견한 케이트는 괴물이 어제 헨릭을 덮치다 대원들에게 죽기 전에 이미 누군가를 감염시킨 상태였고 누군가는 괴물으로 변해있다는 걸 깨닫는다.
인간의 모습으로 형체를 바꾸고 나서 그곳을 탈출하려 함을 직감하여 헬기를 다시 돌아오게 하려고 한다. 조종사인 카터가 이상함을 깨닫고 헬기를 착륙시키려던 중 헬기에 탑승했던 그릭스가 괴물로 변하면서 올라프를 공격하고, 헬기는 멀리 외딴 곳에 추락하고 만다.
한편 케이트는 대원들에게 괴물을 다른 생명체를 복제하지만 아말감 같은 금속은 뱉어낸다며 경고하나 모두 터무니없는 얘기라며 나가버린다. 그러나 줄리엣은 콜린이 피묻은 걸레를 들고 화장실에서 나오는 것을 목격했다며 케이트와 함께 외계 생명체가 외부로 나가는 것을 막기 위해 스노우캣 키를 숨기나 뒤에서 줄리엣의 배가 갈라지며 괴물로 변모한다. 잽싸게 창고에서 빠져나온 케이트는 복도로 도망치나 칼은 외계생명체의 손에 배가 뜷려 즉사하고 라스는 외계생명체와 감염될 위험이 있는 칼을 화염방사기로 태워버린다.
누가 괴물인지 확인할 방법은 혈액을 채취해서 검사하는 방법뿐이며, 모두 혈액을 채취해서 검사하기로 하는데, 그 와중에 헬기가 추락해서 죽었다고 생각한 조종사 2명인 카터와 제임스가 돌아오지만, 그들이 진짜인지 인간을 복제한 괴물인지 판단할 수 없어서, 피터는 그 상황에서 인간이 살아 돌아올 리 없다며 이들을 화염방사기로 태워버리려고 하지만 케이트는 이들이 인간일 경우 살인이 될 수 있다며 말리고 결국에 대원들은 그들을 기지 창고에 감금해버린다. 그런데 그 소란 속에서 누군가가 연구실을 불태워버려서 검사를 진행할 수 없게 된다.
케이트는 이에 괴물이 무기물은 복제하지 못하는 점을 이용하여, 임기응변으로 대원들의 치아 상태를 검사하는데, 보철 치료 흔적이 있는 대원들은 복제되지 않았다는 뜻이므로 안전한 분류로 분류하고, 그렇지 않은 대원들은 일단 격리한다(물론 정말로 치아 상태가 양호해서 보철 치료를 받지 않았거나, 자가로 치아를 덮어씌운 사람들과 괴물을 분리하지 못한다는 한계는 있다).
그러다가 감금되어 있던 카터와 제임스가 감시하는 사람들이 없는 사이에 창고에서 탈출해서 총을 들고 연구실로 들어와서, 다른 대원들에게 저항하며 서로 위협한다. 에드바드는 피터에게 그들이 괴물일 것이니 태워버리라고 소리치고, 피터가 화염방사기를 들이대자 제임스가 곧바로 권총으로 그를 사살한다. 그러나 총알에 의해 화염방사기의 기름이 새어나와 불이 붙어 폭발하고, 그 충격으로 에드바드가 쓰러지자 대원들이 그를 부축하던 중, 에드바드의 손이 떨어져 나가더니 지네처럼 변해 요나스를 공격한다. 에드바드가 바로 진작에 감염당해 괴물로 변해서 대원들 사이에 숨었던 것이었다.
본색을 드러낸 에드바드 괴물은 자신의 촉수로 아담과 제임슨을 차례로 공격하며, 공격을 받았던 아담에게 얼굴을 댄다. 카터의 화염방사기는 하필 이때 압력이 잘못되어 일시적으로 작동불량이 되고 만다. 결국 아담은 괴물에게 흡수당해 그와 한 몸이 되어 카터를 공격하지만, 결국 화염방사기를 고친 케이트에 의해 몸에 불이 붙어서 기지 밖에서 사망한다.
케이트와 카터는 아까 에드바드의 손에서 나온 괴물에게 감염되어가는 요나스와, 괴물에게 공격받은 제임스가 괴물로 변이하기 전에 화염방사기로 불태운다. 결국 대부분의 사람들이 죽고 케이트와 카터만이 살아남는다.
케이트는 아까 비명소리가 들렸던 남극지질연구소 책임자 샌더 할버슨 박사가 기지 밖으로 달아나는 것을 보고, 그가 감염되어 괴물이 된 것을 파악하고 다른 설상차를 타고 그를 추적하는데, 얼음 속에 있던 외계인의 우주 비행선으로 도망쳤을 거라고 생각하여 우주선이 있는 곳으로 간다. 결국 비행선을 찾았지만, 괴물이 우주 비행선을 가동시키자 그때 생긴 틈새 탓에 케이트는 우주 비행선 안으로 추락하고 정신을 잃게 된다. 깨어난 케이트는 수류탄을 들고 우주선을 안을 돌아다니며 조종실로 추정되는 곳에 다다르고, 그곳에서 샌더 박사를 복제한 괴물이 샌더 박사의 얼굴을 하고 있는 상태로 온몸에서 촉수를 내보이면서 케이트를 공격한다.
촉수에 맞아서 수류탄을 떨어뜨린 케이트는 코너에서 숨은 뒤 수류탄을 낚아채나 촉수에게 붙잡혀서 먹히게 될 지경에 놓이나 수류탄을 벌리고 있는 입에 던진다. 수류탄이 폭발하여 괴물과 조종실이 화염에 휩쌓여서 우주선의 가동이 중지되고, 카터와 케이트는 가까스로 우주선에서 빠져나온다.
카터는 50마일 이내 러시아 기지가 있다하고 화염방사기를 앞좌석에 두고 설상차를 타고 출발하려 하나 케이트는 화염방사기를 뒷칸에 싣는다고 가져가버린다. 이후 케이트는 조수석에 탑승하려하나 화염방사기를 카터에게 겨누는데, 케이트는 카터의 귀에 귀걸이가 없음을 보고 괴물임을 알아채고 카터를 불태워버린다.. 이후 케이트가 자신 홀로 남겨진 설상차 안에서 멍하니 있는 것으로 암전되고 크레딧이 올라온다.
