北極海。海氷上の調査基地で地球温暖化の影響を研究していたデビッドら科学者チームは、ある時北極にいるはずのない大型のサメの群れに襲われる。どうやら氷に閉ざされた海で人知れず生息していた古代ザメの変異種が、海氷が溶けたことにより南下してきたらしい。やがてサメの攻撃で基地は海底に没し、電源を失ったことで外部との連絡も断たれてしまう。空気も限られた中、サメの包囲する海底に取り残された彼らの運命は……

太陽が照りつけるカリフォルニア州、サンディエゴのビーチはいつもの賑わいを見せていた。そこに突如浮かび上がった焼死体。さらには焼かれた魚の死骸が波打ち際に打ち上げられていた。ライフセーバーのジーナとカプランはその謎を追っていくが、核実験の影響により進化したサメだと判明。体内に核エネルギーを持つサメは熱焔を放ち、ボートの釣り人、海水浴を楽しむ若者に次々と襲い掛かり犠牲者は増えていく。しかし人類が自らの手によって生み出した悪魔の逆襲は始まったばかりだった…