影片开篇，T病毒已扩散至全球，城市沦为丧尸横行的废墟。爱丽丝从保护伞公司的秘密实验室逃出后，具备了超强的自愈能力和战斗技巧。她独自踏上寻找幸存者的旅程，途中不断遭遇被病毒感染的变异生物和保护伞公司的雇佣兵。在荒芜的沙漠中，爱丽丝与克莱尔带领的幸存者小队相遇，他们共同前往传说中未被感染的“洁净之地”——阿拉斯加。
随着剧情推进，团队发现保护伞公司的“净化计划”正在实施：通过卫星定位系统锁定幸存者聚集点，用轰炸和病毒武器彻底清除人类。爱丽丝与伙伴们潜入保护伞公司位于浣熊市的地下基地，试图摧毁控制中心。在这里，他们遭遇了新型生化兵器“追踪者”，一场惊心动魄的生死对抗就此展开。爱丽丝必须利用自身的超能力和战术智慧，在丧尸军团和机械守卫的围堵中突围。
影片高潮部分，爱丽丝发现自己只是保护伞公司克隆实验的产物，真正的本体仍被囚禁。克隆体与本体的身份冲突、人类存续与个体自由的抉择交织，为故事增添了深刻的伦理思考。最终，爱丽丝释放了所有克隆体，与保护伞公司展开全面对抗，而T病毒的药研发仍在继续，人类的未来依旧悬而未决。
作为系列承上启下的作品，《生化危机3：劫后余生》通过紧凑的动作场面和末日氛围的营造，将病毒危机下的人性挣扎展现得淋漓尽致。爱丽丝从孤独的复仇者转变为团队领袖，她的成长轨迹与人类文明的存续紧密相连，为后续故事发展埋下重要伏笔。