В Шанхае будущего, где корпорации имеют больше власти, чем правительства, и генетика определяет социальный статус, детектив Уильям Гель (Тим Роббинс) отправляется в командировку. Его задача – выявить источник поддельных документов, выдаваемых компанией Sperling, в которой он работает, и дающих право на въезд в закрытые, охраняемые города – “города будущего”. Уильям обладает редким генетическим кодом, позволяющим ему проявлять эмпатию к другим людям, читать их мысли, пусть и ограниченно.
В ходе расследования Уильям выходит на Марию Гонсалес (Саманта Мортон), женщину, работающую в Шанхае на подделке этих самых документов. Мария привлекает Уильяма, и они вступают в страстный роман. Уильям, используя свои способности, быстро выясняет, что именно Мария занимается подделкой. Но вместо того, чтобы арестовать ее, он решает ее прикрыть, понимая, что ее действия – это скорее вынужденная мера, а не злонамеренное преступление. Он считает, что она просто пытается выжить в несправедливом мире. Преступлением это назвать сложно, но юридически, это конечно же нарушение закона.
После проведенной вместе ночи Уильям обнаруживает, что заразился от Марии вирусом «Код 46». Этот вирус возникает, когда два генетически несовместимых человека вступают в половую связь. В мире, где за генетической совместимостью тщательно следят, подобное – серьезное нарушение. «Код 46» поражает центральную нервную систему и постепенно лишает человека памяти и идентичности, превращая его в подобие зомби. Кроме того, их незаконная связь привела к тому, что Мария забеременела.
Уильям пытается помочь Марии, бежит с ней из Шанхая и отправляется в путешествие по различным экзотическим, обезлюденным локациям, пытаясь найти способ вылечить Марию и спасти их будущего ребенка. Он обращается к различным врачам и экспертам, но все они бессильны. «Код 46» оказывается неизлечимым. В это время он пытается скрыть от начальства факт заражения и свои отношения с Марией, но правда постепенно выходит наружу. Корпорация начинает преследовать их.
В конце концов, Уильям понимает, что их отношения обречены. Он решает отпустить Марию, чтобы дать ей шанс на выживание, пусть и с вирусом «Код 46». Он устраивает так, чтобы она встретилась с мужчиной, генетически совместимым с ней, чтобы она могла забыть его и начать новую жизнь. Уильям возвращается в Шанхай, зная, что его ждет наказание за сокрытие правды и нарушение корпоративных правил. Фильм заканчивается тем, что Уильям наблюдает за Марией издалека, понимая, что их короткая, но страстная любовь навсегда изменила его жизнь. Он принимает свою судьбу, зная, что заплатил высокую цену за нарушение генетических законов и за любовь, которой не суждено было случиться.
