On se trouve à l’intérieur d’une usine, dans un bureau, un coffre explose. Des gangsters s’emparent de l’argent et leur patron leur ordonne de prendre aussi les bonbons qui se trouvent sur le bureau quand Plastic Man arrive pour les arrêter. Il est accompagné d’Elongated Man. Baby Face leur tire dessus et ensuite se sauve avec ses hommes. Plastic Man et Elongated se lancent à leur poursuite tout en se disputant pour savoir qui d’eux deux est le préféré de Batman. Leur rivalité les empêche de capturer Babyface, mais Batman arrive et s’en occupe, leur disant que s’il doit choisir entre eux deux avec qui travailler, il préfère travailler seul.

Après le générique, on arrive dans un laboratoire ou le docteur Choi travail quand il est interrompu par le téléphone. C’est Aquaman qui l’appel car Batman a été contaminé par Chemo. Choi se change alors en Atom et, grâce aux électrons de la ligne téléphonique, il arrive auprès de Batman qui n’a vraiment pas l’air en forme. Atom explique alors à Aquaman qu’il n’est pas un docteur en médecine mais un docteur en physique, et que ce qui ne va pas avec Batman n’est pas une maladie, mais une mutation de ses cellules.
Batman veut s’occuper de Chemo avant qu’il n’atteigne un centre de test nucléaire. Atom lui explique que le seul moyen de le sauver est en agissant de l’intérieur, et il va donc devoir rétrécir et entrer dans le corps de Batman. Bien entendu, Aquaman veut faire partie de l’aventure, et Batman demande à Atom de l’emmener avec lui. Atom accepte, mais à condition de Batman reste tranquille et n’aille pas se battre contre Chemo dans son état. Dès qu’Atom et Aquaman sont dans son corps, Batman se lève et part après Chemo.
Dans les poumons de Batman, Atom explique à Aquaman qu’ils sont assez petit pour se glisser entre les cellules de Batman, et essai de garder Aquaman concentré sur leur problème actuel plutôt que de le laisser raconter une de ses aventures.
Pendant ce temps, Batman est dans sont bateau, poursuivant Chemo qui est déjà au prise avec les militaires. Pourtant, aucun de leurs missiles n’est assez puissant pour arrêter Chemo. Batman est de plus en plus faible, et comme l’avait prédit Atom, il perd le contrôle de ses mouvements. Batman fait passer la Batmobile en commande vocale pour pouvoir revenir à la surface.
Atom et Aquaman sont toujours à la recherche du virus à base de silicone qui fait muter Batman. Ils en trouvent finalement un qui est en train de détruire les cellules de Batman. Atom explique à Aquaman que ces organismes sont dangereux et qu’il leur faut un plan, mais il n’a pas fini sa phrase qu’Aquaman est déjà en train de charger la créature avec une épée faite d’eau. Il coupe la créature en deux, et alors qu’il est fier de lui, chacun des morceaux donne deux créatures. Aquaman continu à découper les créatures, mais Atom l’arrête avant qu’il n’ait créé trop de créatures. Atom les attaque alors avec une onde électromagnétique, ce qui met toutes les créatures chaos. Mais d’autres créatures arrivent. Atom ne peut pas croire qu’elles se soient répliqués si vite, sauf si Batman lui a désobéit et est allé combattre Chemo, ce qui n’étonne pas du tout Aquaman. Les deux héros fuient donc et Aquaman essai de contacter quelque chose télépathiquement bien qu’Atom lui dise qu’il n’y a pas de poissons à contacter. Pourtant quelque chose répond à l’appel et Aquaman et Atom se retrouve à chevaucher ce qui ressemble à un globule blanc.
Pendant ce temps, Batman est toujours à bord de la Batmobile à essayer d’arrêter Chemo grâce à des grenades, mais ce n’est pas vraiment efficace.
Aquaman et Atom sont toujours poursuivit à travers les vaisseaux sanguins de Batman et ils arrivent dans la colonne vertébrale de Batman. Aquaman prend alors leur monture dans ses bras, prenant cela pour une étreinte, alors que le globule blanc essai simplement de l’absorber. Aquaman décide de l’appeler Platelet, même si Atom lui explique qu’il ne s’agit pas d’une plaquette, mais d’un lymphocyte.
Atom et Aquaman se rendent compte qu’il y a beaucoup trop d’organisme pour pouvoir les combattre, et il leur faut donc trouver la source de l’infection qu’Atom situe dans le cerveau de Batman. Ils remontent donc sur le dos de Platelet et partent en direction du cerveau de Batman.
Pendant ce temps, Chemo fait des ravages dans les forces de l’armée et il fini par trouver le missile qu’il voulait. Batman se demande qui a envoyé Chemo, quand Brain, le cerveau du crime, envoi une vidéo sur les écrans de la ville pour les rançonner, avant d’ordonner à Chemo de tuer Batman. Batman est obligé de s’éjecter de la Batmobile et est avalé par Chemo.
Atom et Aquaman sont arrivés au cerveau de Batman où se trouve la source de l’infection quand les virus mutent pour devenir plus fort, ce qu’Atom interprète par une nouvelle exposition de Batman aux toxines de Chemo.
Pendant ce temps, Chemo arrive dans la ville alors que Batman est à l’intérieur de son « corps » pour détruire le missile. De l’intérieur, il réussi à briser la combinaison de Chemo et à le mettre hors d’Etat de nuire, mais il lui faut encore arrêter Brain.
Aquaman et Atom sont confrontés à un problème plus gros que ce qu’ils avaient envisagé, et Aquaman décide donc d’attirer les créatures pour donner à Atom le temps de trouver un moyen de les détruire.
Batman vient de pénétrer dans le vaisseau de Brain quand les toxine de Chemo ont raison de lui et le font tomber. Heureusement pour lui, dans sa chute il fait tomber Brain, qui n’a ni bras ni jambe pour se rétablir.
Alors qu’Aquaman essai de combattre les créatures, ces dernières tue Platelet, ce qui met Atom plutôt en colère et le pousse à se battre plus à la façon d’Aquaman qu’à sa propre façon. La source des virus change alors de forme mais Atom réussi tout de même à la détruire, ce qui entraine la destruction de tous les virus dans le corps de Batman.
Brain se rétabli grâce à des bras artificiels, mais alors qu’il allait achever Batman, Batman se rétablie et arrache le cerveau du reste de son « corps ».
Aquaman fait remarquer à Atom que sa façon de mener le combat n’était pas rationnel. Atom et Aquaman se dirigent alors vers la sortie, Atom voulant passer par le conduit lacrymal de Batman, ce qu’Aquaman ne comprend pas car Batman ne pleure pas.