Действие Resident Evil 0 начинается за один день до событий, происходящих в первой части игры.
За день до высадки команды "Альфа" полицейский участок города Раккун-сити высылает шесть членов команды "Браво", отряда S.T.A.R.S., на расследование зверских убийств, зафиксированных в Арклейских горах.
В составе команды: Ребекка Чемберс, Энрико Марини, Форест Спайер, Кеннет Джей Салливан, Ричард Эйкен. Ребекка - самый молодой член отряда. Следуя на вертолёте в пункт назначения, один из членов "Браво" замечает в лесу поезд, а чуть далее - горящий военный фургон. Из-за неполадок в транспортном средстве, команда вынуждена пойти на аварийную посадку. К счастью никто из команды не пострадал. Продолжив движение пешком, команда натыкается на перевёрнутый военный внедорожник, в котором обнаруживаются тела двух офицеров со странными следами на телах. Согласно найденным документам, машина перевозила преступника, бывшего военного. Далее команда решает разделиться, чтобы расширить район поисков.
Главная роль в пугающей истории отводится Ребекке Чамберс из отряда S.T.A.R.S. и капитану Билли Коэну, который счастливо избежал участи своих товарищей, обнаруженных в грузовике. Прикрывая друг друга, герои должны выжить в этом кошмаре и разобраться в происходящем.
Главная особенность Resident Evil Zero —это новый режим игры «partner zapping» — позволяющий не выбирать, как это было прежде, одного главного персонажа и проходить им (ею) всю игру, а контролировать обоих персонажей в течение всей игры, в любой момент переключая управление с одного персонажа на другого.
Оба персонажа могут двигаться вместе, при этом ведомым будет управлять компьютер; либо они могут разделиться, чтобы в одно и то же время обыскать разные локации. В игре встречается головоломки, которые можно выполнив лишь разделив героев.
Каждый из персонажей имеет свои особенности: Ребекка — медик, и способна приготовлять лекарственные препараты из найденных трав. Кроме того, она может проникать в труднодоступные места, однако, её здоровье слабее. Билли может переносить тяжёлые предметы, имеет в арсенале зажигалку, обладает большим, чем Ребекка, здоровьем, но не способен смешивать травы.