カナダ・モントリオールで暮らすシングルマザーのアニーは、ティーンエージャーの娘サラが、自分を執拗にいじめていた相手に暴力を振るった事件をきっかけに、“ある重大な過ち”から逃れるため、衝動的にアメリカへの逃亡を決意する。幼い息子フェリックスは「フロリダに行く」という母の言葉を信じて無邪気に喜ぶが、旅の途中でそれが逃避行だと気づき、不安から騒ぎ出す。やがて道中で車が故障し、町の整備士ポールが現れるものの、部品がないため修理には数日かかると言われ、一家は足止めを余儀なくされる。早くこの地を離れたいアニーは次第に神経を尖らせるが、サラは大切な日記帳を車に置き忘れたことに気づき、ポールの家を訪ねる。そこには同年代の娘ホープがおり、彼女は密かにサラの日記を車から盗み、隠していた。
世界各地で頻発する地震や異常な火山活動。マントル層の異変を察知した地質学者のジェイクは、かつて自身も関わっていた地球深部での大規模な掘削作業、“DEEP計画”の影響で太平洋プレートに亀裂が生じていることに気づく。ジェイクは、旧友のパーマーやカレンと共に破滅を回避するただ1つの方法を発見する。それは最新鋭の地底掘削マシンで地下40キロのマントル層に突入、核爆発の高熱でプレートの亀裂を“溶接”することだった。一方、地上ではこの未曾有の危機を公表すべきか否かで議論が巻き起こり、人類の存亡をかけた決断の時が迫っていた。