《深海越狱》中情局特工维勒（尚格·云顿饰）与美女搭档梅尔在保护一份神秘文件的工作中被神秘组织追杀，梅尔丧失，维勒被逮捕。醒来时维勒发现本人被囚禁在一艘核潜艇内，这里是CIA设在深海的一座与世隔绝的黑狱，他本人也变成了出卖国家机密的叛徒身份。除了拷打维勒的侦探帕特里克，潜艇上还有维勒的恩师爱德华、女见习生凯茜和被关押的德国特工马可（杜夫·龙格尔饰），他们当中谁是盟友，谁是敌人？有人对维勒手中的机密文件感兴趣，有人却对离开深海回复自由更感兴趣。维勒必须寻找队友，携手逃出生天，并自证清白……