Слесарь и автор комиксов Петров, его жена библиотекарь Петрова и их сын-школьник Петров-младший последовательно заболевают гриппом накануне Нового года. Первая примерно треть фильма — конфетти болезненных галлюцинаций, которые откликаются на реальные, но выглядящие довольно сюрреалистично события. Разобраться, где грань между воображаемым и происходящим, настоящим и вспоминаемым, мечтой и страхом, невозможно. Восприятие Петрова-старшего (а вместе с ним и зрителя) затрудняется ещё и водкой, которой он запивает аспирин 1971 года производства.
Постепенно структура повествования становится чётче и строже, галлюциногенные образы выстраиваются в повествовательный ряд. И наступает самое страшное — осознание, что события, казавшиеся абсолютным бредом (вечеринка в катафалке и оживший труп; самоубийство писателя-неудачника и сожжение его дома; демагогия философа-недоучки о том, как устроен мир, и так далее) действительно происходят с героями.
Семейная жизнь Петровых — череда скандалов, взаимных упрёков и пререканий, через которые и выражается любовь столь сильная, что она способна победить гриппозный хаос. Петров-старший, постепенно оправляющийся от болезни, отводит сына, как только у того спадает температура, на утренник в театр. В ожидании сына Петров погружается в ностальгию о своём детстве, когда его, маленького, родители тоже водили на «ёлку». Тогда, видимо, у Петрова впервые закрались сомнения в способности людей осознавать реальность. Так, например, женщина в голубом пальто совершенно не похожа на Снегурочку, но рука у неё такая холодная, словно изо льда сделанная. Видимо, и внучка Деда Мороза настоящая.
«Петровы в гриппе» — это история без начала и конца, несколько дней, вырванные из общего хаоса, в котором человек пытается как-то ощутить себя, принять свою экзистенцию.
Сценарий фильма основан на книге Алексея Сальникова «Петровы в гриппе и вокруг него», события в которой происходят в Екатеринбурге. В ленте Серебренникова нет признаков конкретного города, но среда, в которой разворачивается действие, разговаривает со зрителем через надписи на стенах зданий. Брошенные на фасадах фразы встраиваются в ряд размышлений героев и дополняют трансцендентальный хор.
Ожидаемого празднования Нового года так и не происходит, хотя предчувствие некоего чуда, откровения, волшебства сохраняется до финала. Однако единственное чудо, которое действительно есть, — продолжение жизни, несмотря ни на что: грипп, запои, ментальные расстройства, склоки в общественном транспорте и общий нервоз среды.