电影记录了詹姆斯·卡梅隆驾驶单人深潜器“深海挑战者”号成功下潜至世界海洋的最深处――马里亚纳海沟的全过程。卡梅隆下潜的深度是35756英尺（约合10898米）——是全世界海洋无可比拟的深度极限。在这部纪录电影中，也讲述了研发深潜器背后的故事。在万米海底，卡梅隆停留了六个小时，用高清3D摄影机拍摄下来，而他为这次下潜热身的其他十几次潜水也将被剪进这部90分钟的3D纪录片里。 隶属美国的拖船海洋之星号在南太平洋海域遭遇罕见的强力台风，眼看就要船毁人亡，船员们奋力驶进台风眼，求得暂时的安宁。在这片平静的海域，他们发现了一艘俄罗斯船——名为伏诃夫号科研用船。船上空无一人，气氛诡异，船员们隐隐感到有某种生物在暗中窥视着他们。不久，船员们找到一个俄罗斯女人，从他的口中得知，与伏诃夫号进行协同研究工作的米亚空间站遭到神秘地外生命体的袭击，它通过电力入侵伏诃夫号的系统，将船劫持，并疯狂学习人类的知识。它的目的只有一个，就是将人类杀光殆尽。海洋之星的船员们对此将信将疑，但他们此前已无意中启动了伏诃夫号的电力系统，一度沉寂的外星恶魔慢慢苏醒…… 
