La trama se centra en un adolescente de 17 años llamado Shinichi Izumi, que vive con sus padres en un barrio tranquilo en Tokio. Una noche, criaturas similares a gusanos llamados "parásitos" aparecen en la Tierra, haciéndo huésped a los humanos al invadir sus cerebros entrando a través de los oídos, la nariz, etc. Uno de estos parásitos intenta entrar por el oído de Shinichi mientras duerme, pero no tiene éxito ya que éste está usando auriculares, por lo que decide otro camino para entrar en su cuerpo y alcanzar el cerebro: su brazo derecho. Debido a que Shinichi pudo evitar que este parásito llegara su cerebro, éste queda limitado y completa toda su maduración en el brazo invadido, haciendo que ambos seres conserven su intelecto y personalidad separada.
A medida que ocurren encuentros con otros parásitos, ambos aprender a coexistir con su extraña situación y poco a poco forman una unión fuerte, trabajando juntos para sobrevivir. Esto les da una ventaja en la lucha contra aquellos parásitos que, con frecuencia, atacan a la pareja al darse cuenta de que el cerebro humano de Shinichi sigue intacto. Shinichi se siente obligado a luchar contra otros parásitos que consideran a los humanos como mera comida, contando con la ayuda de Migi (Un ser muy grande en cuanto pensamiento, se hace querer demasiado a medida del transcurro del anime dejando el recuerdo de un fiel compañero).
