泉新一原本是普通高中生，认真、善良、容易紧张，过着与父母和同学相连的平凡生活。某天夜里，寄生生物袭击地球，其中一只试图侵入新一大脑，却因新一抵抗失败，只能寄生在他的右手中。新一给这个右手寄生生物取名为“右”。从此，他的身体里住着一个以生存和理性为第一原则的异类，而新一必须在不暴露秘密的情况下，与它共同面对其他已经夺取人类大脑的寄生生物。
新一与右的关系从恐惧和互相利用开始。右冷静、计算、缺乏人类情感，新一则坚持保护家人和无辜者。为了不被研究机构抓走，也为了避免被同类寄生生物猎杀，两人必须学会协同作战。右能变化成刀刃和触手，瞬间判断敌人动作；新一则保留人类身体与社会身份，承担选择的责任。右常把人类伦理视为不合效率的束缚，新一却会为了一个陌生人冒险，两者的冲突让他们的共生不只是战斗组合，也像长期争辩。随着战斗增多，寄生生物开始把这个“人类意识与寄生生物共存”的组合视为威胁。
母亲泉信子的死是新一命运的裂口。被寄生生物夺走身体的母亲回到他面前，新一在无法接受现实的瞬间遭受重创，右为救他把自身细胞扩散进全身。新一因此获得异常敏捷和力量，性格也变得更冷静，甚至让村野里美感到他不再像原来的新一。新一自己也害怕人性正在被侵蚀：他能快速判断敌人，却更难流泪；他想保护人类，却不得不承认寄生生物也并非全都只是野兽。父亲的幸存、母亲身体被夺走的事实和自己身体的变化，使他再也不能回到事件前的普通少年状态。后来他遇见同样未被完全夺脑的宇田守和寄生生物乔，也知道自己并非唯一的“失败寄生”案例，却仍必须独自承担最亲近之人的死亡。
与田村玲子、加奈、后藤和浦上的相遇，让新一不断追问人类与寄生生物的界线。田村玲子作为寄生生物却逐渐理解母性，加奈因特殊感应接近新一而死，后藤则像寄生生物进化出的战斗极限。新一在这些事件中不断失去安全感，也不断意识到“人类”并不总比寄生生物高尚。市政府清剿和浦上这样的杀人犯，又把人类社会自身的暴力摆到他面前。与后藤的最终战让新一不得不利用环境和污染物取胜，也让他明白人类文明本身同样能制造怪物。右最终选择长眠，使新一第一次真正面对失去这名异类伙伴后的自己。最终，新一没有成为单纯的猎杀者，也没有放弃人类身份。他与右的共同生活让他学会从更远处看待生命，但真正让他前进的仍是想守住村野和普通生活的心，以及自己仍会痛的部分。这个高中生在右手住进异类之后，被迫用人类的痛苦和异类的理性重新定义自己，并重新选择如何活下去、如何爱人。