A tripulação de um submergível fica presa no fundo do oceano, após ser atacada por uma criatura pré-histórica - um tubarão com mais de 20 metros: o Megalodonte. O resgate fica nas mãos de Jonas Taylor, um mergulhador que já se encontrou com a criatura.
De acordo com a teoria da médica Susan McAlester, uma proteína produzida pelo cérebro dos tubarões é capaz de curar os doentes de Alzheimer. Para comprovar a sua hipótese, a médica decide contornar algumas regras éticas e fazer uma manipulação do ADN dos tubarões do centro de investigação aquática. Esta experiência provoca um aumento do cérebro dos tubarões para cinco vezes o seu tamanho original. Quando um dos espécimes foge das instalações marítimas de Aquática e põe em perigo a segurança do estudo, a instituição que financia a pesquisa ameaça retirar-lhe o financiamento. Susan McAlester convida Russell Franklin, um dos responsáveis pela base marítima, para que confirme que está tudo em ordem.
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