美国深海勘查潜艇“赛任1号”在一次例行义务中失事，当局命令潜艇设计师（主人公）组织一支由军人和各类迷信家构成的小队，乘坐另一艘同型潜艇“赛任2号”下海救援“赛任1号”，成员外面有两个女性，其中一个是潜艇设计师的前
搜索的线索是“赛任1号”下面的一只“黑匣子”。救援队据此潜航到一个十分隐蔽的海沟。途中这艘黄色潜艇被一个庞大的白色不明物体包裹住，艇长用电击法驱走这个怪物。三名潜水员出艇勘查，发现这里的海藻发作过变异，大得出奇。一名潜水员遭隐藏在海藻林间的异形生物突袭而亡，另两名生还者采集了一些变异的海藻后前往潜艇。
潜艇为了规避变异生物的袭击，进入了海沟外部探险，结果发现海沟最底部有一个庞大空泛，潜艇浮出水面，艇员们穿着似乎宇航服的特种防护衣进入这个幽静的洞穴，发现外部居然有人工开凿的痕迹，外面四处都是变异生物，有的相似巨型蜜蜂，有的相似海蛇和恐龙的杂交体，并且一切的生物身上都带有剧毒。
队员们在留守在潜艇中的通讯指挥员的指示下不时深化，寻觅遗失的黑匣子。但是当他们在洞内巡视时，一头异形怪物穿破一名队员的维护罩，进入他的体内，队员们自愿将其击毙。
同时，潜艇上的变异海藻入侵了潜艇上的饮水系统，接触海藻或许饮用了被海藻污染的水，都会被腐蚀逐突变为海藻的饲料，一个杂役兵因此感染而死。
队员们划着橡皮筏前往潜艇途中，又被水中的异形逐一消灭。
潜艇设计师和两个女队员以及一个男迷信家继续在洞中调查。他们发现了一个实验室，在一具干尸面前的电脑上查到了一切的秘密，原来这个海沟是美国政府遗弃的一个研讨生物武器的秘密基地，迷信家经过生物基因杂交消费出了大批的生物武器，但是不知是何缘由实验发作事故，一切的迷信家被那些生物杀死，无一幸免。
他们试图炸毁实验基地，不料在一个基因交流室遇到了最可怕的怪物------一个竖挂在墙壁上的多脚海星。在大家用步枪抵抗这个海星的时分，一个男迷信家被海星庞大的触手卷走，一个女队员则被海星吸出口中……
义务终了，旧情鸳鸯回到潜艇上，却被不时呆在潜艇中的通讯指挥员截住并吐露实情：其实基本不存在什么黑匣子，这次举动的真正目的就是取回生物实验的那张资料光盘，所以他才一步步引导队员们接近那个嗜血实验室，而且第一批前往的队员们有两人原本可以免受异形攻击的，也是他从中作祟将舱门反锁，让那两个队员活活的被异形拉进水中……
通讯指挥员完成了自己的全盘方案，把幸存的三人：旧情鸳鸯和艇长关在寄生着变异海藻的船舱内，幸而潜艇设计师把那张要命的光盘留在手中，提出和通讯指挥员协作，将其骗入船舱并被海藻感染而死。
合理幸存者逃离风险之地时，却发现艇长没有跟随他们一同进入逃生舱，艇长通知他们，刚才制服通讯指挥员时他不小心被海藻感染了，决议牺牲自己消灭这个秘密基地。
最后，那对夫妻带着光盘乘逃生舱逃离了恐惧深渊，回到陆地上揭露政府的阴谋，而艇长则启动了潜艇的自毁系统，炸毁了海沟的出口，将那些变异生物永远封锁在海底深渊之中。
