美國(guó)核潛艇蒙大拿號(hào)航行在加勒比海深水下面時(shí)，突然闖進(jìn)一片不明原因的探測(cè)信號(hào)盲區(qū)。潛艇穿過(guò)盲區(qū)后，由于躲避不及，一頭撞在海底巖壁上，沉沒(méi)在一條深不可測(cè)的海下深淵旁。海軍軍方接到呼救信號(hào)，立即派直升飛機(jī)來(lái)到出事海域附近的石油勘探船探險(xiǎn)者號(hào)上。在探險(xiǎn)者號(hào)定位飄浮的海下，高壓潛水鉆臺(tái)深海之心號(hào)上的工長(zhǎng)巴德接到電話(huà)，海面上的軍方負(fù)責(zé)人和石油公司負(fù)責(zé)人命令鉆臺(tái)上的所有人員立即配合軍方營(yíng)救核潛艇。接著，軍方派出由科菲中尉率領(lǐng)的搶救組和巴德的妻子、石油公司女工程師琳賽一起來(lái)到水下鉆臺(tái)。
巴德近來(lái)一直與琳賽不和，兩人一見(jiàn)面就不斷發(fā)生爭(zhēng)吵，巴德十分不快。琳賽與巴德等人分別駕駛幾艘工程潛艇找到失事核潛艇，科菲和巴德帶領(lǐng)各自人員進(jìn)入失事潛艇，發(fā)現(xiàn)里面已經(jīng)灌滿(mǎn)海水，艙內(nèi)到處飄著艇內(nèi)官兵尸體。這情景讓巴德帶來(lái)的潛水員賈默驚慌不安。為了讓賈默鎮(zhèn)定下來(lái)，巴德讓賈默在原地等待，自己繼續(xù)向前搜索。不料，巴德游走片刻，水下出現(xiàn)賈默從未見(jiàn)過(guò)的奇特物體，賈默被嚇得掉頭撞在艙門(mén)上，背上的供氧器被撞壞。巴德和科菲及時(shí)趕到，救出嗆昏過(guò)去的賈默。
幾乎與此同時(shí)，在核潛艇外駕駛工程艇的琳賽也與那個(gè)奇特物體遭遇，物體游走后，艇內(nèi)的動(dòng)力才重新恢復(fù)。搶險(xiǎn)隊(duì)回到深海之心鉆臺(tái)，琳賽因?yàn)槠嫣匚矬w的來(lái)歷與巴德?tīng)?zhēng)執(zhí)不下，科菲中尉則認(rèn)為這是蘇聯(lián)人的陰謀。琳賽對(duì)科菲的看法不以為然，把情況匯報(bào)給海面上的軍官。軍官也認(rèn)為這不像是蘇聯(lián)人所為。這時(shí)，科菲帶人擅自前往失事核潛艇，拆下一枚核導(dǎo)彈秘密運(yùn)回深海之心。海面上氣候越來(lái)越惡劣，狂風(fēng)巨浪把探索者號(hào)雙體船上的起重機(jī)刮得倒塌下來(lái)，起重機(jī)鐵臂墜落入海，筆直向深海之心號(hào)砸來(lái)。鉆臺(tái)里的人們眼睜睜看著有管道與鉆臺(tái)相連的鐵臂向自己頭頂飛速墜落，最后幸而落在鉆臺(tái)旁邊，卻又差一點(diǎn)把鉆臺(tái)拖下深淵。
一場(chǎng)大難過(guò)去，鉆臺(tái)被碰撞得四處進(jìn)水，轉(zhuǎn)眼間鉆臺(tái)上已經(jīng)死傷數(shù)人。海面上的探索者號(hào)因?yàn)轱L(fēng)浪太大已經(jīng)開(kāi)走，鉆臺(tái)上的人們只有自己修復(fù)鉆臺(tái)。琳賽獨(dú)自潛水到鉆臺(tái)外補(bǔ)修鉆臺(tái)，隨身的電力又一次無(wú)故中斷。她發(fā)覺(jué)，那個(gè)藍(lán)色的神秘怪物又一次出現(xiàn)在面前，怪物游走后又一個(gè)明亮物體游來(lái)，還伸出觸手與她的手互相撫摸。琳賽欣喜地回到鉆臺(tái)艙內(nèi)，把自己剛拍下的照片沖洗出來(lái)給大家看，并認(rèn)為這是某種并非人類(lèi)的智能生物。琳賽看到的情形使科菲中尉萬(wàn)分驚恐，他和手下人暗暗把核彈頭拆開(kāi)，準(zhǔn)備用這枚核彈頭和他認(rèn)定的蘇聯(lián)特工部隊(duì)決一死戰(zhàn)。琳賽得知情況去勸阻科菲，但此時(shí)的科菲卻似乎已經(jīng)精神狀態(tài)不太正常。這天夜晚，科菲突然把巴德、琳賽等人扣押起來(lái)，獨(dú)自駕駛裝載了核彈頭的工程艇潛出鉆臺(tái)。巴德等人沖出房間后追上科菲，同琳賽駕駛另一艘工程艇攔截科菲。雙方在海下展開(kāi)一場(chǎng)生死搏殺，科菲的潛艇終被撞破，連同核彈頭一起葬身在無(wú)底深淵里。琳賽的潛艇也被撞破，幸而巴德身穿潛水服把琳賽救回鉆臺(tái)。
巴德不顧生命危險(xiǎn)，換上深水抗壓潛水服下潛到深淵底下，冒死找到科菲帶下深淵的核彈頭，并拆下了彈頭上的引信。就在巴德隨身攜帶的氧氣耗盡，生命垂危的時(shí)候，奇特物體再次出現(xiàn)，拉著巴德來(lái)到輝煌的外星人基地，挽救了巴德的性命。海面上風(fēng)平浪靜，探索者號(hào)開(kāi)回來(lái)尋找深海之心。海底浮上一個(gè)巨大物體，外星人基地帶著絕處逢生的巴德把深海之心和探索者號(hào)一齊托出海面！