Seltsame parasitäre Kreaturen fallen vom Himmel und beginnen, menschliche Wirte zu übernehmen, indem sie ihre Gehirne verzehren. Diese Wesen können die Köpfe ihrer Wirte in messerscharfe Tentakel und Klingen verwandeln und überleben, indem sie sich von anderen Menschen ernähren. Als Reaktion darauf wird eine spezielle südkoreanische Taskforce namens Team Grey gebildet, um die Parasiten aufzuspüren und zu vernichten. Angeführt wird sie von der abgehärteten Choi Jun-kyung, deren eigener Ehemann ein gefangener Parasit ist, den sie als Jagdhund einsetzt, um andere seiner Art aufzuspüren.

Die Geschichte konzentriert sich auf Jeong Su-in, eine ruhige Supermarktkassiererin mit einer traumatischen Vergangenheit, die einen missbräuchlichen Vater beinhaltet. Nachdem sie von einem verärgerten Kunden erstochen wird, versucht ein Parasit, ihr Gehirn zu übernehmen, scheitert jedoch, weil seine Energie darauf verwendet wird, ihre schweren Verletzungen zu heilen. Dies schafft einen einzigartigen Hybriden: Su-in behält ihr menschliches Bewusstsein, während ein Parasit, den sie später Heidi nennt, in ihrem Unterbewusstsein lebt und in der Lage ist, hervorzutreten und die linke Seite ihres Kopfes zu kontrollieren, um sie beide zu schützen. Diese Koexistenz wird sowohl von Menschen als auch von vollständigen Parasiten gefürchtet.

Su-ins Weg kreuzt sich mit Seol Kang-woo, einem Kleinganoven, der nach seiner vermissten jüngeren Schwester sucht. Er entdeckt, dass seine ältere Schwester von einem Parasiten übernommen wurde und dass die Kreaturen sich in einer abgeschiedenen Kirche versammeln, die von einem charismatischen Pastor-Parasiten angeführt wird. Als Kang-woo den Körper seiner Schwester in der Kirche findet, sind er und Su-in gezwungen, gemeinsam zu fliehen. Währenddessen beginnt Senior Detective Kim Chul-min, der Su-in als Kind vor ihrem Vater gerettet hat, den Fall zu untersuchen, und wird misstrauisch gegenüber ihrem Zustand. Er verbündet sich mit Kang-woo, um Su-in zu retten, nachdem sie von Team Grey gefangen genommen wurde, aber Chul-min wird schließlich vom Pastor-Parasiten getötet, der dann seine Gestalt annimmt, um in die Taskforce einzudringen.

Die Erzählung steuert auf den Plan der Parasiten zu, den Körper des Bürgermeisters von Namcheon während eines öffentlichen Festivals zu übernehmen. Su-in schließt ein unbehagliches Bündnis mit Kang-woos infizierter älterer Schwester, deren Parasit sich vom Pastor verraten fühlt, weil dieser bereit ist, ihre eigene Art zu opfern. In der klimatischen Konfrontation muss Heidi vollständig hervortreten, um gegen den Pastor-Parasiten zu kämpfen, während dieser zwischen Wirtskörpern springt. Mit Hilfe einer zerrissenen Jun-kyung zerstören sie den Parasiten. In der Folge vertuscht Jun-kyung Su-ins Existenz, Kang-woo schließt sich Team Grey an, und Su-in versucht, zu ihrem normalen Leben zurückzukehren, während sie weiterhin mit Heidi koexistiert. Eine letzte Szene stellt einen selbsternannten japanischen Parasitenexperten namens Shinichi Izumi vor, den Protagonisten des Original-Mangas, der seine rechte Hand mit seinem eigenen Parasiten, Migi, ausstreckt und so auf ein größeres verbundenes Universum hindeutet.