海神号（RMSPoseidon）是一艘由英国皇家邮轮公司打造的远洋豪华客轮，乘载着几千名乘客横跨大西洋航行开往纽约，船上设备齐全、应有尽有，犹如一艘移动的海上城市。乘客中包括前纽约市长罗伯特·拉姆西，以及他的女儿珍妮佛与其男友克里斯汀，两人即将前去纽约订婚。其他乘客包含前美国海军潜艇人员、现已退伍成为职业赌博家的狄伦·强斯，富裕单亲母亲玛姬·詹姆斯与儿子康纳，陷入感情纠纷的知名建筑师李察·奈尔森。另外还包括一名墨裔女偷渡客埃琳娜·莫罗拉斯，在她所认识的船员马可·瓦伦丁的协助下，偷偷上船前去纽约探望住院的家人。
夜晚海神号船长迈克尔·布拉福特向全体乘客致辞后，所有人开始狂欢庆祝跨年。但是舰桥人员当时发现船的右方正袭来一股异常巨浪，大副立刻下令右满舵而将船驶向右舷，试图借此让船体经受住巨浪。但由于转向速度过慢，导致海神号直接遭受巨浪冲击而整体倾覆，最后变成“船底朝上”的局面。绝大部分乘客与船员全部在倾覆过程中丧生，而大部分幸存者全部聚集在宴会厅，受伤的布拉福特船长尽自己所能地维持秩序、安抚受惊的乘客，表示舰桥人员在灾前及时发出求救信号，希望所有乘客留在宴会厅等待救援。有过潜海经验的狄伦不相信船长的说法，因此带领罗伯特、奈尔森、玛姬和康纳母子，以及负责带路的瓦伦丁自行逃生。而当他们试图跨越厨房的一座失火电梯井至另一边时，上方失火的电梯支撑不住掉下来，不幸砸死走在最后的瓦伦丁。
珍妮佛、克里斯汀和埃琳娜当时被困在混乱不堪、尸体堆积的迪斯可舞厅，幸存者包括一名浪荡赌客幸运赖瑞。三人联手救出双腿被压的克里斯汀后，跟赶来的罗伯特一行人团聚。众人决定达成共识、联合逃生，跨越船中心的大厅至另一边时，赖瑞不慎被穿过地板掉下来的引擎砸死，燃油同时漏下来引燃水面。狄伦冒险跳入水中游至另一边、绑上一条消防水带让罗伯特和珍妮佛父女得以溜索过去。这时船的一边发生爆炸，造成幸存者聚集的宴会厅窗户经受不住水压而破裂涌入大量海水，使布拉福特船长与其他乘客均难逃劫数。随着船体开始下沉，狄伦一行人开始争分夺秒寻找出路，被迫爬出一条通风管道后进入负责维持船身稳定的压仓水槽。众人靠灌满水槽打开压力阀冲至另一区域，但在潜水逃生过程中，埃琳娜不慎衣服被勾住、惊慌之下撞破头而不幸溺亡。
悲痛失去一人的幸存者们继续前进，到达船员过道时却发现船首覆盖大量水而无法触及。绝望之余船尾引擎室爆炸使船首浮出水面，清空海水而为众人制造机会奔向机动推进器室。但是众人未预料到推进器仍然在运作，因此无法穿过全速旋转的螺旋桨。众人断言当中必须靠一人下潜游到距离遥远的控制室手动关闭，但去的人将无法游回来。为了拯救女儿和她的未婚夫，罗伯特趁背对两人时独自下潜至控制室，但最后却发现关闭按钮已损坏。罗伯特当时已氧气不足，用最后的力气按下逆向旋转的按钮后溺毙。后来赶到的狄伦、玛姬和康纳得知罗伯特一去不回，又发现推进器开始反方向旋转，狄伦冒险将瓦斯罐扔进推进器中炸毁螺旋桨，让众人得以逃出生天，集体跳海游至一艘浮在水上的橡皮艇上。众人紧接着目睹海神号的船头翻面，随即慢慢沉入大西洋海底。
狄伦往空中发射一枚讯号弹后静待救援前来，成功引起在附近搜救的救援直升机与几艘船的注意，其均靠追踪海神号的GPS信号而抵达事发海域，使这六名幸存者成功获救。
