ルーマニア・カルパチア山脈奥深く、巨大洞穴が発見された。中世ヨーロッパで活躍したテンプル騎士団を滅ぼした“翼をもった悪魔”が住むとされるその伝説の洞穴は、140キロメートル以上の長さを持つ第一級巨大孤立空間。調査するために早速、常に冷静なジャック（コール・ハウザー）を筆頭に、潜水能力に長けている直情型の弟のタイラー（エディ・シブリアン）や、男勝りな性格のチャーリー（パイパー・ペラーボ）など個性派ぞろいであるプロのダイバーチームが呼び寄せられる。ルーマニアの現地に到着したジャックたちは、洞窟研究の第一人者であるニコライ博士（マーセル・ユーレス）と生物学者のジェニングス（レナ・ヘディ）、そしてカメラマン担当のアレックス（ダニエル＝デイ・キム）らと合流し、洞穴奥深くに踏み込む。調査は順調に見えた。だが、奥部を偵察していたブリッグス（リック・ラバネロ）の通信が途中で途絶える。さらに偵察にあたったストロード（キーラン・ダーシー＝スミス）が、何かに食い散らかされた動物の死骸を見つけた瞬間、突然目の前に現れた謎の生物に引きずられ、手放した水中スクーターが岩場に衝突して爆発を起こしてしまう。しかもこの爆発によって岩石が崩れ、外界に戻る入り口がふさがれてしまった。調査隊一行は、自力で脱出するべく、出口を見つけるために先へと進む。一方で彼らは、洞穴に生存する特有の動物の死骸から細胞を採取する。恐ろしいことに、自分たちをも襲った生物には強い寄生能力があった。次第に増していくジャックの言動や指示の不確実さとこれまでの状況から、ジェニングス博士は恐るべき仮説へと到達する。果たして恐るべき怪物の正体は？