Während eines Schulfestes bricht ohne Vorwarnung eine Zombie-Apokalypse aus. Koutarou Kosaka, ein ruhiger Otaku, der Shogi und Videospiele liebt, findet sich plötzlich in einem Albtraum wieder. Es gelingt ihm, eine hübsche und aufgeschlossene Mitschülerin namens Kana aus einem Schwarm Infizierter zu retten. Sie suchen Zuflucht in der Turnhalle, doch Kana wurde bereits gebissen. Aus Angst, sich in einen Zombie zu verwandeln, bevor sie ihre Jungfräulichkeit verliert, bittet sie Koutarou, mit ihr zu schlafen. Er stimmt zu, und nach ihrem Treffen geschieht etwas Wunderbares: Kanas Bisswunde beginnt zu verschwinden. Sie erkennen, dass Koutarous Körper beim Sex Antikörper produziert und so ein Heilmittel gegen das Zombievirus erschafft. Überzeugt, dass diese Kraft genutzt werden kann, um andere zu retten und ein neues Leben aufzubauen, besteht Kana darauf, dass sie zusammenbleiben und dabei jede Menge Spaß haben.

Koutarou und Kana machen sich auf die Suche nach anderen Überlebenden und erweitern ihre Gruppe. Sie begeben sich zu einer nahegelegenen Mädchenschule, wo sich viele Schülerinnen verbarrikadiert haben. Doch die Schule wird von einem tyrannischen „König“ regiert, der sowohl die Mädchen als auch die umliegenden Zombies mit purer Gewalt kontrolliert. Als Koutarou sich weigert, sich zu unterwerfen, verbannt der König sie aus der Sicherheit der Schule und zwingt das Paar zurück in die gefährliche Außenwelt. Dort treffen sie auf eine lebhafte, wohlhabende junge Frau, die äußerst neugierig auf erotische Erfahrungen ist und unbedingt Koutarous Harem beitreten möchte. Nachdem sie sie für sich gewonnen haben, kehrt das Trio zur Mädchenschule zurück und zerschlägt systematisch den Harem des Königs, wobei sie weitere ehemalige Gefangene in ihre Gruppe aufnehmen. Ihr Erfolg löst jedoch eine gewaltige Welle mutierter Zombies aus, die die Schule zu überrennen droht.

Die Geschichte verlagert sich dann an neue Orte und zu neuen Herausforderungen. Koutarous Gruppe rettet eine Krankenschwester namens Emma, die sie später zu einem Unterschlupf führt, wo ihre Kollegin Rika bereits infiziert ist. Gerade als die Hoffnung schwindet, taucht eine mysteriöse Gestalt namens „Gott“ aus dem von Zombies verseuchten Bezirk Ikebukuro auf. Gott offenbart eine persönliche Abneigung gegen Koutarou und schlägt eine Eins-gegen-Eins-Konfrontation vor. In der Zwischenzeit entführt eine schurkische Einheit von Gal-Cops Koutarou aus unbekannten Gründen, und andere Harem-bildende Fraktionen tauchen auf. Die Erzählung eskaliert zu einem ausgewachsenen Konflikt um die Vorherrschaft über die untote Stadt, wobei Koutarous Fähigkeit, Antikörper zu produzieren, der ultimative Preis ist. Als der Ikebukuro-Zombieland-Bogen seinen Höhepunkt erreicht, setzen beide Seiten Geheimwaffen ein, und die Frage ist, wer in dieser chaotischen, erotischen und düster-komischen Überlebensgeschichte als wahrer Harem-König hervorgehen wird.