Au sein du Marvel Multiverse se trouve une Terre alternative désignée Terre-2149, qui contient des versions zombies alternatives des super-héros Marvel. L’histoire commence lorsqu’un super-héros inconnu venu d’une autre dimension, amené par la « Faim », s’écrase avant d’infecter les Avengers, les X-Men, les Quatre Fantastiques et presque tous les autres super-héros. L’infection se propage par contact avec le sang de la victime, généralement par une morsure d’un individu infecté. Les super-héros zombies conservent en grande partie leur intellect, leur personnalité et leurs super-pouvoirs, bien qu’ils soient constamment animés par la « Faim » de chair humaine. (Captain America note qu’il fonctionne toujours avec -littéralement- une moitié de cerveau, ayant été partiellement décapité par Magneto avec son propre bouclier). Au début de l’histoire, les Marvel Zombies ont déjà dévoré toute vie humaine non transhumaine sur Terre et sont maintenant sans nourriture (comme préfiguré dans Marvel Zombies : Dead Days, un tie-in ultérieur).
La série commence là où le story-arc Crossover s’est terminé, avec Magneto détruisant le transporteur transdimensionnel après que les Ultimate Fantastic Four et les survivants se soient échappés pour retourner dans l’univers Ultimate. Après une bataille contre les zombies, Magneto apprend que les Acolytes et Forge sont toujours en vie sur l’Astéroïde M. Cependant, avant qu’il ne puisse les rejoindre, il est attaqué une fois de plus, tué et mangé par les zombies, bien qu’il réussisse à décapiter le Hawkeye zombifié. Le Surfeur d’Argent arrive sur Terre et informe les zombies que son maître Galactus est en route pour dévorer la planète. Les zombies attaquent le Surfeur d’Argent, qui est maîtrisé et dévoré par plusieurs des anciens super-héros : Colonel America, Iron Man, Giant-Man, Spider-Man, Luke Cage, Hulk et Wolverine. Après avoir acquis une partie du Pouvoir Cosmique, ils massacrent la plupart des zombies restants, avec l’intention d’assouvir leur faim malgré le caractère peu appétissant de ces derniers.
Les Acolytes retournent sur Terre pour trouver Magneto, mais découvrent à la place une Panthère Noire encore vivante. La Panthère s’est échappée du laboratoire du zombie Giant-Man, qui le maintenait en vie comme source de nourriture, ce qui fait que la Panthère a maintenant un bras et un pied en moins. La guêpe zombie se dispute avec son mari lorsqu’elle découvre qu’il gardait la Panthère Noire. Il décapite rapidement la guêpe zombie en lui arrachant la tête, qui reste sensible. Après avoir observé la tête de la Guêpe suppliant de la chair, la Panthère Noire raisonne que la faim est plus psychologique que physique.
Pendant ce temps, les zombies ont décidé que la chair des autres zombies n’est tout simplement pas satisfaisante. Galactus arrive alors sur Terre et est attaqué par les zombies, mais il les repousse facilement. Giant-Man, Iron Man et Bruce Banner créent un dispositif qui amplifie les pouvoirs qu’ils ont acquis auprès du Surfeur d’Argent et, avec le Colonel America, Luke Cage, Spider-Man et Wolverine, ils parviennent à blesser Galactus. Les zombies aux pouvoirs cosmiques combattent des versions zombifiées de plusieurs super-vilains, bien que le colonel America soit tué par le Crâne rouge, puis ils dévorent Galactus. Giant-Man, Hulk, Iron Man, Luke Cage, Spider-Man et Wolverine sont alors infusés du pouvoir cosmique de Galactus’ le groupe devient ainsi des Galacti collectifs.
Cinq ans plus tard, la Panthère noire, les Acolytes et la Guêpe, restaurée avec un corps cybernétique, reviennent sur Terre pour trouver la planète dépeuplée. A leur insu (bien qu’il s’agisse d’une hypothèse), les Galacti zombies ont transporté leur faim dans les étoiles.
Dans les dernières scènes, une race extraterrestre intelligente sur une planète lointaine craint la venue de Galactus, car ils peuvent voir les signes de son arrivée imminente dans le ciel nocturne. A leur horreur, les Galacti zombies atterrissent plutôt sur leur monde et commencent immédiatement à consommer la population.