影片改编自劳伦斯·布洛克1992年出版的同名犯罪小说，尼森饰演的马修·斯卡德（MatthewScudder）曾是一位纽约警察，如今则是无证行业的私家侦探。纽约发生了一系列针对毒贩妻子的绑架案，受害人均惨遭杀害。斯卡德答应了其中一人（丹·史蒂文斯），以及自己弟弟的要求，在前任同事及一名17岁的街头艺术家帮助下，找出幕后的两名凶手。

一项由中国主导的国际科研项目，正在马里亚纳海沟深处进行时，遭遇未知生物攻击，科研人员被困海底。前美国海军陆战队深海潜水专家乔纳斯·泰勒（杰森·斯坦森 饰）受命前往营救，再度遭遇数年前曾经在深海给自己留下终身难以磨灭记忆的史前生物巨齿鲨。乔纳斯联手科研项目中的中国女科学家张苏茵（李冰冰 饰）成功营救了被困人员，但营救行动却意外造成了巨齿鲨逃离深海。当史前巨兽重返浅海，人类将为自己对大自然的贪婪付出惨重的代价.....