Frank Detorre (Bill Murramy) trabaja en el Zoológico Memorial Sucat en Rhode Island, Estados Unidos, enviudo y está a cargo de su pequeña hija, Shane (Elena Franklin). Ella está sumamente preocupada ya que su padre come de manera compulsiva y muestra una nula preocupación por los gérmenes y las enfermedades. Cierto día Frank está comiendo un huevo duro con mayonesa cuando un chimpancé se lo quita de las manos, metiéndolo en su boca. Éste logra recuperarlo después de que cae en el piso de la jaula del chimpancé. Su hija le dice que no coma el huevo ya que se encuentra completamente sucio y lleno de bacterias pero Frank no hace caso. Su cuerpo es habitado por gérmenes, toxinas y virus, los problemas enseguida se agudizan y es entonces cuando el valeroso policía de los glóbulos blancos, Osmosis Jones se asocia con el novato Drix para destruir a los virus que lo han invadido. Mientras tanto, en el mundo exterior, un médico está tratando de descubrir qué le pasa a Frank.
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