Operaio allo zoo, Frank è malaticcio, sporco, disordinato e vive con la figlia adolescente. Un giorno da una scimmia dello zoo, Frank riceve un virus, (il Thrax) che comincia a procurargli gravi guai alla salute. Entrato nel corpo, il virus comincia tranquillamente la propria strada. Ma ecco che qualcuno cerca di contrastare la sua avanzata: è Osmosis Jones, poliziotto leucocita spalleggiato da una pillola medicinale. Lungo il cammino, Osmosis incontra Doug, il pompiere, poi un frutto di mare fuori orario. Intanto Frank, non contento di sentirsi decisamente male, va con la figlia a Buffalo, al festival dell'ala di pollo fritta. Stavolta eccede e viene ricoverato in ospedale, anzi sta per morire. E' accaduto che Osmosis Jones era andato fuori, sul sopracciglio finto della figlia. Ora Osmosis torna con un lacrima della ragazzina dentro. Frank si riprende. Osmosis Jones, come premio per la sua brillante operazione, viene riammesso nel corpo speciale di controllo immunitario.