原作第5巻に描かれているエピソードを、2021年1月からのTVアニメ第2期での放送に先がけて劇場上映する「『はたらく細胞!!』最強の敵、再び。体の中は“腸”大騒ぎ！」は2020年9月5日より全国の劇場で公開。

そこは人間の体の中――。
たくさんの細胞たちがはたらいている世界。

ある時、白血球（好中球）と赤血球は、迷子の乳酸菌を保護した一般細胞と出会う。
乳酸菌を仲間のもとに送り届けるため、白血球（好中球）と一般細胞は腸へと向かうことに。
だが、そこに待ち受けていたものは、望まざる最強の敵との再会だった。

「僕とキミたちのどちらが正義か、はっきりさせよう」

再び現れたがん細胞。そして悪玉菌により荒らされる腸内環境。
体内はかつてない大ピンチに!?

「やめるんだ、がん細胞──！」

この世界を守るため、白血球（好中球）たちは世界の命運をかけた大血戦に挑む！