为了拯救被困在深海的科研人员，前美国海军陆战队深海潜水专家乔纳斯·泰勒（由杰森·斯坦森饰演）被紧急召唤前去执行这一危险任务。然而，乔纳斯并不陌生于深海的恐怖，数年前，他曾在深海与一种史前生物，即巨齿鲨，进行过一场生死较量，这段经历成为他终身难以忘怀的噩梦。

在营救行动中，乔纳斯联手科研项目中的中国女科学家张苏茵（由李冰冰饰演），他们成功解救了被困的科研人员，看似任务完成，但突然发生了一系列无法预料的意外事件。最令人震惊的是，史前巨兽巨齿鲨成功逃离深海，进入了人类的领域，这引发了一场前所未有的灾难危机。