События в игре начинаются 28 сентября 1998 года и заканчиваются 1 октября 1998 года. Главное действующее лицо, член полицейского отряда «S.T.A.R.S.» Джилл Валентайн пытается покинуть охваченный пожарами и наводнённый зомби город Раккун-сити. Джилл направляется к месту своей бывшей работы — полицейскому управлению и встречает там своего коллегу, — пилота «S.T.A.R.S.» Брэда Викерса. На её глазах Викерс погибает от рук страшного чудовища Немезиды, творения корпорации Umbrella. В Umbrella полагают, что полицейским из «S.T.A.R.S.» известна правда о деятельности корпорации в Арклейских горах и для устранения свидетелей Umbrella отправила чудовище-мутанта Немезиса. Затем Джилл встречает солдат службы по противодействию биологическому заражению корпорации («U.B.C.S.») — Карлоса Оливейра, Михаила Виктора и Николая Зиновьева. Вместе с ними Джилл покидает опасный район на трамвае; по пути Николай пропадает, Михаил жертвует собой ради остальных, а Джилл и Карлос терпят крушение. Трамвай разбивается, и герои разделяются.
Джилл и Карлос находят друг друга в запланированной точке эвакуации — часовне. Джилл даёт сигнал вертолёту, позвонив в колокола, но Немезида уничтожает прилетевший вертолет и атакует Джилл. Ей удаётся одержать временную победу, однако Немезида заражает её вирусом. Уставшую и ослабленную, лишённую сознания Джилл находит Карлос. Он переносит её в безопасное место в часовне, а сам отправляется в расположенную неподалёку больницу на поиски вакцины. Как раз, в это самое время, начинаются события из игры Resident Evil 2 — Леон Скотт Кеннеди и Клэр Редфилд приезжают в город.
В больнице Карлос встречает Николая. Николай открывает ему свой секрет: на самом деле, он — супервайзер корпорации, и его задача — собрать информацию о способности солдат противостоять биологическому оружию. В больнице также укрывается раненый солдат «U.B.C.S.» Тайрелл Патрик, который подрывает себя вместе с предателем Николаем. Однако, Николаю удаётся в последний момент выпрыгнуть в окно. Он минирует здание больницы, но Карлос добывает вакцину и успевает покинуть здание прежде, чем оно взорвалось. Невредимый, он возвращается в часовню к Джилл. Оказав ей помощь, он предупреждает Джилл о предателе и отправляется по своим делам. Джилл, в поисках пути выхода из города забредает в парк, где обнаруживает домик охраны с тайным опорным пунктом Николая. Здесь она узнаёт о планах корпорации относительно Раккун-сити. Тут появляется сам Николай, который рассказывает Джилл о своей миссии. Николай пытается убить Джилл, но ей удаётся ускользнуть. Однако, на её голову выпадает серьёзное испытание: гигантский червь, с которым приходится сражаться.
Оказавшись на заброшенной фабрике корпорации Umbrella, Джилл снова встречает Карлоса, который рассказывает ей о том, что город вскоре будет уничтожен ядерным ударом с воздуха по приказу правительства США, так как предпринятые меры по недопущению распространения вируса оказались бесполезными. Герои разделяются, чтобы найти выход из положения, и Джилл снова встречает Николая. Николай с удовольствием рассказывает ей о том, что он собственноручно убил остальных супервайзеров и теперь его ждёт огромная награда за собранные данные о Т-вирусе. Но здесь Николай либо погибает от рук Немезиса, либо угоняет вертолёт (но и здесь 2 варианта: либо он будет сбит, либо просто улетит). В этот момент включается оповещение системы безопасности, предупреждающее о том, что приближается ракета с ядерной боеголовкой и у персонала остаётся пятнадцать минут на эвакуацию. Джилл приходится сразиться с мутировавшей формой Немезиса, на этот раз чудовище уничтожается выстрелом из рельсотрона, после которого Джилл может добить Немезиса или оставить его умирать. В зависимости от принятых ранее решений, Джилл улетает на вертолёте вместе с Карлосом или их забирает Барри Бёртон (один из героев первой части в сценарии Джилл). Ядерный взрыв уничтожает город.