Inom Marvels multiversum finns en alternativ jord kallad Earth-2149, som innehåller alternativa zombieversioner av Marvels superhjältar. Historien börjar när en okänd superhjälte från en annan dimension, som förts med av ”Hungern”, kraschlandar innan den infekterar Avengers, X-Men, Fantastic Four och nästan alla andra superhjältar. Infektionen sprids genom kontakt med offrets blod, vanligtvis genom ett bett från en infekterad individ. Zombie-superhjältarna behåller i stort sett sitt intellekt, sin personlighet och sina superkrafter, även om de ständigt drivs av ”hungern” efter människokött. (Captain America noterar att han fortfarande fungerar med – bokstavligen – en halv hjärna, efter att ha blivit delvis halshuggen av Magneto med sin egen sköld). När berättelsen börjar har Marvel Zombies redan slukat allt mänskligt liv på jorden som inte är transhumant och är nu utan mat (vilket föregås av Marvel Zombies: Dead Days, ett senare inslag).
Serien börjar där Crossover-historien slutade, med Magneto som förstörde den tvärdimensionella transportören efter att de ultimata Fantastiska Fyra och de överlevande flydde tillbaka till det ultimata universumet. Efter en strid med zombierna får Magneto reda på att Acolytes och Forge fortfarande lever på Asteroid M. Men innan han kan nå dem blir han återigen attackerad, dödad och uppäten av zombierna, även om han lyckas halshugga den zombifierade Hawkeye. Silver Surfer anländer till jorden och informerar zombierna om att hans mästare Galactus är på väg att sluka planeten. Zombierna attackerar Silver Surfer, som övermannas och slukas av flera av de före detta superhjältarna: Överste Amerika, Iron Man, Giant-Man, Spider-Man, Luke Cage, Hulken och Wolverine. Efter att ha förvärvat en del av Power Cosmic slaktar de de flesta av de återstående zombierna, med avsikt att mätta sin hunger trots att de senare är osmakliga.
Akoliterna återvänder till jorden för att hitta Magneto, men upptäcker istället en fortfarande levande Black Panther. Pantern har rymt från labbet hos zombien Giant-Man, som har hållit honom vid liv som en matkälla, vilket har lett till att Pantern nu saknar en arm och en fot. Zombie Wasp hamnar i gräl med sin man när hon upptäcker att han hamstrade den svarta pantern. Han halshugger omedelbart Zombie Wasp genom att bita av hennes huvud, som förblir känsligt. Efter att ha observerat Wasps huvud som tigger om kött, resonerar Black Panther att hungern är mer psykologisk än fysisk.
Under tiden har zombierna bestämt sig för att köttet från andra zombies helt enkelt inte är tillfredsställande. Galactus anländer sedan till jorden och attackeras av zombierna, men han slår dem enkelt tillbaka. Giant-Man, Iron Man och Bruce Banner skapar en anordning som förstärker de krafter de fått från Silver Surfer, och tillsammans med Colonel America, Luke Cage, Spider-Man och Wolverine kan de skada Galactus. Zombierna med kosmiska krafter bekämpar zombifierade versioner av flera superskurkar, även om Colonel America dödas av Red Skull, och fortsätter sedan att sluka Galactus. Giant-Man, Hulken, Iron Man, Luke Cage, Spider-Man och Wolverine får sedan Galactus kraft cosmic’ gruppen blir på så sätt kollektiva Galacti.
Fem år senare återvänder Black Panther, Acolytes och Wasp, som återställts med en cybernetisk kropp, till jorden för att finna att planeten är avfolkad. Utan att de vet om det (även om det är en hypotes) har Zombie Galacti tagit sin hunger till stjärnorna.
I de sista scenerna är en intelligent utomjordisk ras på en avlägsen planet rädd för att Galactus ska komma, eftersom de kan se tecknen på hans förestående ankomst på natthimlen. Till deras förskräckelse landar zombie-Galacti i stället på deras värld och börjar genast äta upp befolkningen.