原作は、清水茜による細胞を擬人化した同名漫画。シリーズ累計発行部数1,000万部を超えるヒットを記録し、アニメ化や多くのスピンオフ作品を生みだした。実写映画化にあたっては、監督は、「翔んで埼玉」（2019年）、「テルマエ・ロマエ」（12年）の武内英樹、「るろうに剣心」（12年、14年）、「幽☆遊☆白書」（23年）の大内貴仁がアクション演出を務める。出演は、永野芽郁が赤血球、佐藤健が白血球（好中球）を演じるダブル主演に加え、人間の親子役で芦田愛菜と阿部サダヲ。さらに、芦田愛菜演じる〝健康優良な女子高生〟漆崎日胡が想いを寄せる憧れの先輩・武田新を加藤清史郎が演じる。

身体の中で“はたらく細胞役には、山本耕史がキラーT細胞、仲里依紗はNK細胞、松本若菜がマクロファージ、マイカ・ピュが血小板を演じ、さらに、ヘルパーT細胞を染谷将太、肝細胞に深田恭子、新米赤血球役を板垣李光人、先輩赤血球役を加藤諒が務める。また、人の健康を脅かす恐るべき細菌たちとして、肺炎球菌を片岡愛之助、化膿レンサ球菌を新納慎也、黄色ブドウ球菌を小沢真珠が演じている。さらに、SEKAI NO OWARIのFukaseが細胞たち最強の敵となる〝謎〟の役柄で出演する。

映画は「はたらく細胞」と「はたらく細胞BLACK」の2作品を原作に、初めて人間の世界が描かれる。〝不摂生にもほどがある父〟漆崎茂（うるしざきしげる＝阿部サダヲ）と〝健康優良な女子高生の娘〟漆崎日胡（うるしざきにこ＝芦田愛菜）の親子は、妻を早くに亡くし2人暮らし。茂は不規則な生活を送り、ジャンクフード・酒・たばこが大好き。茂の体内では、ブラックな労働環境に疲弊しきった細胞たちが文句を言いながらも奮闘している。一方、日胡は高校に通いながら献身的に家事も行い、不摂生な茂の健康を心配している女子高生。日胡の体内で永野芽郁（赤血球）＆佐藤健（白血球・好中球）ほか様々な細胞たちが、日胡の健康を守るため日夜はたらいている。人間の体内では、酸素を運ぶ赤血球、細菌と戦う白血球（好中球）ら、その数なんと37兆個の細胞たちが、健康と命を守るために日夜全力ではたらいているのだ。しかし、その体内への侵入を狙う病原体たちが動き始める…。そして、漆崎親子の未来をかけた、細胞たちの「体内史上最大の戦い」が幕を開ける。