1805年。ナポレオンがヨーロッパを支配しています。 イングランドだけが彼に抵抗します。 これらはナポレオン戦争の時代であり、現在、海と海は重要かつ戦略的な戦場になっています。 大西洋では、「ラッキー」ジャックオーブリー（カラス）がキャプテンを務めるイギリスの軍艦サプライズが、それよりはるかに上位の敵軍艦に突然攻撃されます。 オーブリーは記憶に残る決定を下します：サプライズと外科医スティーブンマトゥリン（ベタニー）を含む彼女の忠実な乗組員が被った深刻な損害にもかかわらず、彼は2つの海を渡って航海し、敵を迎撃して捕まえることにしました。 これは、海の向こう側に彼を連れて世界の反対側に連れて行く追跡で、国家の運命を決定するか、キャプテンと彼の乗組員を破壊することができるミッションです。

時は 1840 年代、舞台はイギリス南西部の海沿いの町ライム・レジス。主人公は、人間嫌いで、世間とのつながりを絶ち暮らす古生物学者メアリー・アニング（ケイト・ウィンスレット）。かつて彼女の発掘した化石は大発見として一世を風靡し、大英博物館に展示されるに至ったが、女性であるメアリーの名はすぐに世の中から忘れ去られ、今は土産物用のアンモナイトを発掘しては細々と生計をたてている。そんな彼女は、ひょんなことから裕福な化石収集家の妻シャーロット（シアーシャ・ローナン）を数週間預かることとなる。美しく可憐、何もかもが正反対のシャーロットに苛立ち、冷たく突き放すメアリー。だが、次第にメアリーは自分とはあまりにかけ離れたシャーロットに惹かれていき――。