狂虐的飓风向苏格兰内陆步步紧逼。泰晤士水闸首席设计师罗伯（罗伯特·卡莱尔RobertCarlyle饰）和前妻——水闸工程总监萨米（杰萨琳·吉尔西格JessalynGilsig饰）被叫回到水闸做安全检查，而罗伯心怀芥蒂疏远的父亲莱纳德教授（汤姆·康特奈TomCourtenay饰）根据自己丰富经验测算并料定一旦洪水袭来，泰晤士河水闸必将被击溃。他及时将此情况报告给了危机控制中心的纳什女士。然而他的警告并未到重视，危机控制中心的专家不能准确地判断情况，不置可否的副首相竟向人们承诺洪水不会抵达伦敦市区。洪峰3小时后到达了伦敦，滔天骇浪跃过水闸，数亿吨的洪水急速奔涌进中央伦敦，顷刻间一片汪洋。数百万伦敦人危在旦夕。罗伯特，萨米和莱纳德只有几小时来挽救这座城市……
风暴潮在英国和欧洲大陆之间移动，导致海平面上升，并且与大潮同时发生。苏格兰的多个地区遭到破坏，其中包括威克。
英国气象局首席预报员基思·霍普金斯错误地认为风暴将向荷兰袭来，副首相坎贝尔在批评失败的预报时感到内疚。伦纳德·莫里森教授证明，即将到来的洪水将在未来三个小时内冲破泰晤士河大坝并淹没伦敦。伦纳德一生都相信屏障建在错误的地方，这让他的儿子罗布（因母亲去世而悲伤）变成了一个痛苦的人。然而，当得知父亲的痴迷是真实的后，罗布道歉了。
总理不在期间，副总理坎贝尔宣布进入紧急状态。在洪水到来之前，他开始从伦敦市中心疏散超过一百万人。他得到警察局长帕特里夏·纳什、阿什克罗夫特少将和深感愧疚的霍普金斯的协助。
泰晤士河屏障升起，但海啸到来并淹没了屏障。它席卷城市，摧毁其路径上的一切。罗布和他的前妻萨姆都是专业工程师，他们跳入泰晤士河逃跑。伦纳德被一架军用直升机救起并送往白厅，那里的当局迫切需要他的协助来应对这场灾难。
罗布和山姆最终与其他幸存者一起进入伦敦地铁。两名地下维护工人比尔和扎克将他们通过通风管道带到地势较高的地方。当洪水淹没车站时，比尔被淹死了，他把门封在了其他人后面。一行人找到通风井并逃离地下，发现自己身处被洪水淹没的特拉法加广场，罗布和山姆可以在那里联系伦纳德。他们最终和他一起回到了屏障，伦纳德相信水流可以从伦敦逆转回来，因为潮水已经转向，水位开始下降。但阿什克罗夫特将军不同意，并准备通过空袭摧毁屏障。
当新闻报道中出现数千具尸体时，霍普金斯感到更加内疚，他悄悄消失了，后来阿什克罗夫特报告说他已经死亡，显然是自杀。纳什与阿什克罗夫特意见不合，她希望给莫里森一家一个弥补这一局面的机会，同时也对自己的两个失踪女儿感到心烦意乱，后来她们被发现还活着。
罗布、山姆和伦纳德发现泰晤士河屏障的控制装置现在位于水下。人们可以激活它们，但很可能无法生存。罗布和山姆试图决定他们中的哪一个应该去，但伦纳德却离开去执行自杀任务。他在水下耗尽空气并在努力中死去之前，启动了屏障的控制装置，拯救了伦敦。
坎贝尔得知泰晤士河屏障已启动，并下令中止空袭。罗布和山姆降低了泰晤士河堤坝，水从伦敦流回。