После того как Фрэнк проглатывает зловредный вирус, в его теле разворачивается скрытая битва за здоровье. Глубоко внутри организма появляется одинокий страж порядка — белая кровяная клетка по имени Осмосис Джонс, которому на помощь приходит его неотступный напарник Дрикс. Вместе они вступают в опасную операцию по сдерживанию инфекции и попыткам остановить её распространение по всему телу. Осмосис Джонс возглавляет миссию, налаживая контакт с другими клетками иммунной системы, выявляя очаги заражения и устраняя угрозы на пути вируса. Их путь не обходится без препятствий: вирус ведет себя коварно, обходя защиту организма и пытаясь подорвать его защитные силы. В их приключении сочетаются неожиданные минуты юмора и напряженные схватки, превращающие внутреннюю анатомическую сцену в захватывающий квест. В конце концов герои находят неожиданные решения и методы борьбы, которые помогают остановить эпидемию и вернуть Фрэнку прежнее благополучие.
Персонаж Билла Мюррея упоминает «Фестиваль куриных крылышек» в Буффало, штат Нью-Йорк, США. Во время съёмок фильма такого фестиваля не существовало, но идея пришлась кому-то по душе, и теперь такой фестиваль там проводится ежегодно.
Nerve News Network, или NNN, является пародией на Cable News Network, или CNN. Последняя входит в состав TimeWarner, конгломерата, который также включает в себя Warner Bros., крупную компанию, спродюсировавшую фильм.
В сцене внутри мочевого пузыря любимцем одного из персонажей является покемон Пикачу.