알래스카의 바다에서 행해지는 항공 미사일 부대의 극비 실험.. 그 영향으로 만년빙이 붕괴되고 두 거대 생물이 고대로부터 깨어나온다. 해양학자 엠마는 그것이 150만 년 전 멸종한 가장 큰 상어 메가로돈과 거대한 문어라는 것을 밝혀낸다. 오랜 잠에서 깨어난 괴물들은 그때까지 봉인되었던 힘을 되찾고 세계 각지의 바다를 습격하기 시작한다. 다리를 무너뜨리고 비행기를 추락시키는 등 피해는 계속 늘어난다. 전 세계의 군대들이 대응하지만 구축함이 미사일 공격에도 끄떡하지 않는다. 그러던 중 엠마는 두 괴물을 동시에 쓰러뜨릴 수 있는 작전을 제안하는데...