2009年5月5日，单机游戏《植物大战僵尸》的发售日背后，隐藏着一场跨次元的灾难。僵王博士乔治·埃德加率领僵尸军团入侵现实世界，从摇旗僵尸到伽刚特尔，各类经典僵尸变种掀起腥风血雨。中途岛大战中，佐菲奥特曼、赛文奥特曼接连战败，蝙蝠侠与蜘蛛侠的联手亦告溃退，神盾局代理局长菲尔·科尔森黯然辞职。 在人类濒临绝境之际，主角意外觉醒为植物召唤师，进入神秘的植物大战学院。这里汇聚了拥有向日葵能量核心的学霸、操控豌豆射手的战术天才，以及掌握寒冰射手与仙人掌的异能者。通过历练选拔赛、组队对抗战，主角团队逐步揭开僵王博士的阴谋——其利用游戏数据流打通次元壁，企图将现实世界转化为僵尸永生之地。 随着剧情推进，学院师生与幸存的超级英雄残部结盟，以“植物屏障”抵御雪橇车僵尸的极地攻势，用“玉米加农炮”轰击空中飞僵，更在地下矿道中与矿工僵尸展开生死博弈。最终，主角发现僵王博士竟是游戏开发者PopCap的“数据幽灵”，而击败他的关键，竟藏在游戏原版DLC的隐藏代码中……