謎の寄生生物パラサイトが現れた。パラサイトは人間の脳に寄生し肉体を操り、人間を捕食していく。高校生の泉新一（染谷将太）にもパラサイトが近づき脳に寄生しようとするが失敗。パラサイトはやむなく右腕に寄生する。この信じがたい事態を周囲に話すわけにもいかず、新一は右腕のパラサイトにミギーと名前を付け奇妙な共生生活をするうちに、友情のようなものを感じるようになっていく。パラサイトは次々に現れ、新一の幼馴染の同級生・里美（橋本愛）にも危険が迫る。人とパラサイトの殺し合いが進む中、高校教師として現れたパラサイトの田宮良子（深津絵里）らはそれぞれの考えを持ち始めていた。地球を破壊する人間を淘汰するために生まれてきたというパラサイトに、生き残りをかけ戦う人間たち。価値観が揺らぐ中、新一とミギーはパラサイトとの戦いに身を投じていく……。
