2021年海洋研究員蘇菲亞（貝芮妮絲·貝喬 飾演）帶領的團隊，
在太平洋一處人造垃圾海域裡觀察圈在此處生活的尖吻鯖鯊。
蘇菲亞的丈夫克里斯帶領潛水團隊下海，
尋找一隻被他們標記並命名為莉莉絲的鯊魚，
留蘇菲亞和一位團員在船上看雷達螢幕。
克里斯見到數量龐大的尖吻鯖鯊群進行圍捕獵食不尋常狀態，
雖覺得奇怪，鯊魚群沒攻擊跡象，就不以為意。
找到莉莉絲時，驚訝牠比之前見到時，體型變得更碩大。
克里斯游近莉莉絲，進行抽血時，
向來溫馴的莉莉絲突然攻擊，張嘴咬死克里斯和胡安、山姆、湯姆。
收到呼救求援的蘇菲亞啟動船追逐莉莉絲，發射漁網困住牠，
莉莉絲力氣很大，掙脫時，船翻覆，蘇菲亞被拖入海水深處，
莉莉絲趁亂游入海底逃脫，蘇菲亞掙脫緊緊纏住她小腿的漁網，
浮出水面，但水中壓力讓她內臟受到傷害。
任務失敗又失去丈夫和研究團隊朋友，蘇菲亞還蒙受輿論指責，只能離開學術單位。
2024年，年輕女子米卡（納希姆·梨耶斯 飾演），來蘇菲亞工作的水族館，告訴她，
三年前她追蹤的鯊魚莉莉絲信標仍存在，顯示牠已經從太平洋來到塞納河。
蘇菲亞認為不可能，鯊魚怎可能在塞納河生存？
巴黎將舉辦首次世界鐵人三項錦標賽，
塞納河進行整治清污，清理出大批垃圾，竟然還顆二戰的未爆彈。
還發現一名身份不明男性屍體，
警方勘驗後，證實男子是遭鯊魚咬死！立即引起人們恐慌。
警官阿迪爾向蘇菲亞求助，希望藉由她的專業找到那隻鯊魚，盡快除掉牠，
確保鐵人三項參賽選手的安全。
米卡為保護莉莉絲，關閉信標蹤跡。
她堅信莉莉絲不會攻擊人，她準備跟環保夥伴們一起去拯救莉莉絲。
見識過莉莉絲殺害人的威力，蘇菲亞由阿迪爾陪同去見市長，請求延後比賽。
市長拒絕，表示這場比賽已經投注了數十億歐元，
並且在奧運會籌備期間，可聚焦全球對巴黎主辦運動比賽執行的重要性。
另一方面，米卡透過網路告訴大眾，鯊魚莉莉斯確實存在塞納河中，
她和環保人士將進入巴黎市的地下墓穴區找尋莉莉斯。
尋找鯊魚行動全程直播，這群自認勇敢捍衛鯊魚生存權的環保人士，不聽勸阻，
盲從行為觸怒鯊魚，瞬間被咬成稀巴爛恐怖慘狀血淋淋呈現世人眼前。
市長仍不為所動，堅持如期舉行比賽，
但要求安全單位不管用什麼方法，務必確保參賽者安全。
比賽開始前，市長致詞告訴選手和觀賽民眾，
鯊魚是無害的，不要聽信鯊魚殺人謠言…。
軍警聯手佈下天羅地網陷阱，想一舉殲滅鯊魚群。
選手們一一下水，紛紛奮力向前游，鯊魚來了，
包圍住選手，張開血盆大口，開始撕咬。
《巴黎深淵》是講述生態危機的警世寓言故事，鯊魚生活在海洋垃圾中，
吃下過多塑膠微粒子，產生基因突變，可以適應在淡水河生活，不需與雄性交配，
雌性就可懷孕生下幼鯊，幼鯊的成長速度快，
繁殖力驚人，魚體猶如銅牆鐵壁，無懼槍炮子彈傷害，
大爆炸後，鋼筋水泥建築物，橋樑及脆弱的人類，都成碎片和斷垣殘壁。
聞名於世的花都巴黎被大水淹沒，
只剩下尖尖的屋頂，和倖存者絕望的面對這巨變災難。
最後畫面暗示未來的世界是由鯊魚來統治的!
若不想大白鯊成為人類及所有生物的共主，千萬別讓海洋變成垃圾場。
