El juego comienza el 28 de septiembre de 1998. El jugador toma el control del ex miembro de STARS (Special Tactics and Rescue Service) Jill Valentine en su intento de escapar de una Raccoon City arruinada e infestada de zombies. En su camino a la estación de policía de Racoon City se encuentra con Brad Vickers, quien es asesinado por Némesis por ser parte de STARS, ya que Umbrella cree que los miembros de STARS saben acerca de sus operaciones en las montañas Arklay, y que piensan revelarlas al mundo. Más adelante, ella se encuentra con tres sobrevivientes, miembros de la UBCS (Umbrella Biohazard Countermeasure Service): Carlos Oliveira, Mikhail Victor y Nicholai Ginovaef. Nicholai es pronto presumido muerto después de un encuentro con zombies mientras que Jill obtiene las partes para el tranvía. Mikhail se sacrifica a si mismo para salvar a Jill y Carlos de Nemesis, un arma bio-orgánica. El tranvía en donde estaban los tres explota en llamas, separando a los protagonistas.
Jill y Carlos se reunen más tarde en la torre del reloj donde Carlos dice que un helicóptero de rescate llegará. Jill convoca a los helicópteros haciendo sonar la campana de la torre de reloj. Némesis destruye el helicóptero, e infecta con el virus a Jill. Jill temporalmente derrota a Némesis, Carlos le encuentra en un estado de debilidad, y ella se desmaya. Durante este período, Carlos empieza la busqueda de la vacuna para la infección de Jill, mientras que, sin que ninguno de ellos sepa, Leon S. Kennedy y Claire Redfield se abren paso en Raccoon City.
Carlos va al hospital de Raccoon City para hacer la vacuna, y mientras esta alli, se encuentra con Nicholai, quien revela que es un supervisor de Umbrella, encargado de recoger información basada en la capacidad de los soldados para combatir a las armas bio-orgánicas. Sin embargo, el mercenario al que Nicholai disparó saca el pasador de una granada que llevaba, y Nicholai salta por una ventana para escapar de la explosión. Poco después, Carlos es capaz de crear la vacuna, y mietras se va de vuelta a la torre del reloj, Nicholai establece una bomba de tiempo en la base, y vuela el hospital. Carlos regresa a Jill con la vacuna, le advierte acerca de Nicholai, y se va. Jill entonces procede a través de Raccoon City Park, donde finalmente entra en una cabina, encuentra más información sobre los planes de Raccoon City, y brevemente se encuentra con Nicholai de nuevo, que le explica el papel que desempeñó. saliedo de allí, Jill entra en el cementerio nuevo, sólo para enfrentarse con un gusano gigante, y le derrota antes de continuar.
Jill se encuentra con Carlos en una instalación de Umbrella, que le dice que el Gobierno de Estados Unidos. planeó una encubierta militar, después de enterarse de los esfuerzos infructuosos para evitar la infestación del virus T, y ordena la destrucción de Raccoon City a través de un misil nuclear. Jill y Carlos se separan de nuevo para encontrar una salida de la instalación. Jill logra activar la energia electrica de la instalación, para que una salida se pueda desbloquear, pero en el camino a ella, se encuentra con Nicholai. Él le dice a ella acerca de la forma en que mataron a los otros supervisores, y cómo hay una recompensa por la cabeza de Jill, pero él es asesinado poco después. En este punto en el juego, el jugador tiene quince minutos para escapar de la ciudad antes de la llegada del misil. Al intentar escapar, Jill se enfrenta a un Nemesis mutado por última vez y acaba con él con la ayuda de un Arma de Rieles. Jill entonces escapa de Raccoon City, junto con Carlos. Dependiendo de las opciones del jugador, verá un final diferente. La destrucción de la ciudad por el misil se muestra, y en función de las acciones del jugador, Barry Burton es el piloto que salva a Jill y Carlos, o, Carlos encuentra y pilota en helicóptero. A continuación, un informe de noticias se escucha acerca de la destrucción de Raccoon City, y cómo la gente no involucrada se enteró de la catástrofe.