深海。アメリカ海軍の原子力潜水艦が謎の物体に襲われ、救助活動の基地として選ばれたのは海底油田採掘用試作品住居＜ディープコア＞だった。バッド・ブリッグマン（エド・ハリス）を始めとする9人のクルーのもとに、コフィ大尉（マイケル・ビーン）が指揮する海軍のダイバー・チームと、ディープコアの設計者リンジー（メアリー・エリザベス・マストラントニオ）がやって来る。実はバッドとリンジーは離婚間近の夫婦で、ふたりは事あるごとに対立するのだった。そんな折、クルーのジャマー（ジョン・ベッドフォード・ロイド）が救助中に巨大な光る物体を目撃し、ショックで昏倒してしまう。そしてリンジーも、その光を見た。一方コフィたちは、バッドたちに無断で原潜から何かを回収する。その頃海上は嵐に襲われ、基地を結ぶ連絡ケーブルが切れた挙句、音信不通となり、クルーからも犠牲が出た。被害状況を調べるために外に出たリンジーは、海溝から姿を現わしたあの光る物体と再び接触するが、バッドたちはその事を信じない。やがてリンジーは、コフィが原潜内から回収したものが核弾頭であることを知り激しく詰め寄るが、彼は潜水病とストレスからの緊張感で狂気の世界に入り始めていた。そんな時、光る訪問者がやって来てクルーとコミュニケーションをとり始めるが、それによってコフィの狂気はエスカレートし、海溝で核弾頭を爆発させようとする。その危機を救ったのは昏睡から醒めたジャマーで、バッドは潜水艇で海中に出たコフィを追ってリンジーと共に、必死の追撃戦を展開する。激しい戦いの末に、コフィの艇は海溝に落ちてゆき、水圧で爆死した。バッドとリンジーを乗せた艇も損傷が激しく、バッドが潜水ヘルメットをかぶってディープコアまで到着した後、溺れたリンジーを蘇生させるのだった。そしてバッドは、海溝に落ちた核弾頭の起爆装置を解除するため、液体酸素で満たしたヘルメットと潜水服を着て、底知れぬ深淵へと潜ってゆく。そして彼は起爆装置のコードを切断することに成功するが、液体酸素はディープコアに戻るまでなかった。こうして死を迎えようとしているバッドを救出するのは、あの光る巨大な物体だった。やがて嵐は去り、地上と交信が再開され、リンジーたちはバッドが生きていることを知り歓喜する。そしてふたりは夫婦としての絆を取り戻すのだった。