美國(guó)深海勘查潛艇“賽任1號(hào)”在一次例行任務(wù)中失事，當(dāng)局命令潛艇設(shè)計(jì)師（主人公）組織一支由軍人和各類科學(xué)家構(gòu)成的小隊(duì)，乘坐另一艘同型潛艇“賽任2號(hào)”下海救援“賽任1號(hào)”，成員里面有兩個(gè)女性，其中一個(gè)是潛艇設(shè)計(jì)師的前妻。
　　搜索的線索是“賽任1號(hào)”上面的一只“黑匣子”。救援隊(duì)據(jù)此潛航到一個(gè)非常隱蔽的海溝。途中這艘黃色潛艇被一個(gè)巨大的白色不明物體包裹住，艇長(zhǎng)用電擊法驅(qū)走這個(gè)怪物。三名潛水員出艇勘查，發(fā)現(xiàn)這里的海藻發(fā)生過(guò)變異，大得出奇。一名潛水員遭隱藏在海藻林間的異形生物突襲而亡，另兩名生還者采集了一些變異的海藻后返回潛艇。
　　潛艇為了躲避變異生物的襲擊，進(jìn)入了海溝內(nèi)部探險(xiǎn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)海溝最底部有一個(gè)巨大空洞，潛艇浮出水面，艇員們穿著如同宇航服的特種防護(hù)衣進(jìn)入這個(gè)幽深的洞穴，發(fā)現(xiàn)內(nèi)部竟然有人工開鑿的痕跡，里面到處都是變異生物，有的類似巨型蜜蜂，有的類似海蛇和恐龍的雜交體，并且所有的生物身上都帶有劇毒。
　　隊(duì)員們?cè)诹羰卦跐撏е械耐ㄓ嵵笓]員的指示下不斷深入，尋找遺失的黑匣子。然而當(dāng)他們?cè)诙磧?nèi)巡視時(shí)，一頭異形怪物穿破一名隊(duì)員的保護(hù)罩，進(jìn)入他的體內(nèi)，隊(duì)員們被迫將其擊斃。
　　同時(shí)，潛艇上的變異海藻入侵了潛艇上的飲水系統(tǒng)，接觸海藻或者飲用了被海藻污染的水，都會(huì)被侵蝕逐漸變?yōu)楹Ｔ宓娘暳?，一個(gè)雜役兵因此感染而死。
　　隊(duì)員們劃著橡皮筏返回潛艇途中，又被水中的異形逐個(gè)消滅。
　　潛艇設(shè)計(jì)師和兩個(gè)女隊(duì)員以及一個(gè)男科學(xué)家繼續(xù)在洞中考察。他們發(fā)現(xiàn)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)室，在一具干尸面前的電腦上查到了所有的秘密，原來(lái)這個(gè)海溝是美國(guó)政府遺棄的一個(gè)研究生物武器的秘密基地，科學(xué)家通過(guò)生物基因雜交生產(chǎn)出了大量的生物武器，但是不知是何原因試驗(yàn)發(fā)生事故，所有的科學(xué)家被那些生物殺死，無(wú)一幸免。
　　他們?cè)噲D炸毀試驗(yàn)基地，不料在一個(gè)基因交換室遇到了最可怕的怪物------一個(gè)豎掛在墻壁上的多腳海星。在大家用步槍抵抗這個(gè)海星的時(shí)候，一個(gè)男科學(xué)家被海星巨大的觸手卷走，一個(gè)女隊(duì)員則被海星吸進(jìn)口中……
　　任務(wù)結(jié)束，舊情鴛鴦回到潛艇上，卻被一直呆在潛艇中的通訊指揮員截住并吐露實(shí)情：其實(shí)根本不存在什么黑匣子，這次行動(dòng)的真正目的就是取回生物試驗(yàn)的那張資料光盤，所以他才一步步引導(dǎo)隊(duì)員們接近那個(gè)嗜血實(shí)驗(yàn)室，而且第一批返回的隊(duì)員們有兩人本來(lái)可以免受異形攻擊的，也是他從中作祟將艙門反鎖，讓那兩個(gè)隊(duì)員活活的被異形拉進(jìn)水中……
　　通訊指揮員實(shí)現(xiàn)了自己的全盤計(jì)劃，把幸存的三人：舊情鴛鴦和艇長(zhǎng)關(guān)在寄生著變異海藻的船艙內(nèi)，幸而潛艇設(shè)計(jì)師把那張要命的光盤留在手中，提出和通訊指揮員合作，將其騙入船艙并被海藻感染而死。
　　正當(dāng)幸存者逃離危險(xiǎn)之地時(shí)，卻發(fā)現(xiàn)艇長(zhǎng)沒(méi)有跟隨他們一起進(jìn)入逃生艙，艇長(zhǎng)告訴他們，剛才制服通訊指揮員時(shí)他不小心被海藻感染了，決定犧牲自己毀滅這個(gè)秘密基地。
　　最后，那對(duì)夫妻帶著光盤乘逃生艙逃離了恐怖深淵，回到陸地上揭露政府的陰謀，而艇長(zhǎng)則啟動(dòng)了潛艇的自毀系統(tǒng)，炸毀了海溝的出口，將那些變異生物永遠(yuǎn)封閉在海底深淵之中。