ニューヨークからアテネに向かう豪華客船ポセイドン号。新年を控え、様々な客を乗せたポセイドン号は地中海を東に向かっていた。大晦日、大食堂でパーティーが盛り上がっている頃、ブリッジに海底地震発生の情報が入る。津波に備えて船長は厳戒態勢をとるが、それは見たこともない大津波だった。遭難信号を発すると同時に、巨大な水の壁はポセイドン号に直撃。ブリッジの窓は破られ、船体は横倒しになり180度ひっくり返る。
一方、新年を迎え盛り上がっていた大食堂は一転、阿鼻叫喚の地獄となり死傷者が続出。やがて騒ぎが静まった時、真っ先に事態を把握し行動を起こしたのは神父スコット（ジーン・ハックマン）だった。彼は転覆した船から自力で脱出するには、今は上になっている船底の一番薄いプロペラシャフトに行くしかないという。そんなスコットに従ったのはロビンとスーザン姉弟、ローゼン夫妻、ロゴ夫妻、マーチン（レッド・バトンズ）、ノニー（キャロル・リンレー）、給仕のエイカーズ（ロディ・マクドウォール）だけだった。しかし、その間にも海水は広間に侵入し、そこに残った人々は悲鳴と共に水中に没してしまう…。スコットたちは炎の中をくぐり、ドアを破り、ダクトを這い、弱気になる者を励ましながら上の階へと上がっていく。後ろからは海水が迫り、前には難関が立ちはだかる中、彼らはこの地獄の底から生還することが出来るのか…。