一场惊天大地震，威胁千万个生命！究竟应该坐以待毙，还是该兵行险着？美国华盛顿州西雅图市发生强度达7.9级大地震，同一天，里德也爆发了8.4级地震。一系列惊心动魄的大地震让美国陷入一片混乱。科学家珊根据自己的研究数据推测那并不是余震，而是由一连串的震源相互作用引起的。同时她还推断将会发生规模更大级别更高的地震。然而，地震中心负责人并不相信。终于，三藩市所爆发的9.2级地震使他们不得不面对严峻的事实。地壳运动最为剧烈的时候市区地底结构变得极不稳定，时常出现大面积地陷。杰森奉命前往地底深处调查，才发与于市区地下60米的地层已经产生了大面积的空洞。整个城市正处于悬空状态，一旦塌陷将会是场毁灭性的灾难。整个美国都调动了起来，积极救援受灾人员，并紧急疏散群众。科学家们决定引爆核弹头来减轻地震压力。但最终一场10.5级地震袭击了美国和加拿大西海岸，摧毁了金门桥，地震引起的太平洋惊涛骇浪淹没洛杉矶、吞掉卡车和直追火车……陆地的大部分掉进了海洋，并且形势被余震和海啸恶化。陆地越来越少，生存下来的数百万人都逃到一起，他们将在那里被地震毁灭吗？
影片开始于地震活动日益严重的华盛顿州西雅图地区。地震中心测得发生了 7.9 级地震，萨曼莎·希尔 (Samantha Hill) 博士接替了乔丹·费舍尔 (Jordan Fisher) 博士的指挥权。美国总统保罗·霍利斯特和联邦应急管理局局长罗伊·诺兰获悉有关情况。
加利福尼亚州雷丁以东，一场 8.4 级地震产生的裂缝吞没了整列火车。结果，刚刚送女儿和前夫去露营的卡拉·威廉姆斯州长同意帮助华盛顿州州长。阿曼达·威廉姆斯和她的父亲克拉克·威廉姆斯来到了一个名叫布朗宁的小镇，那里的一切都笼罩在厚厚的红色薄雾中。他们发现一辆汽车，里面有一家人的尸体，差点被困在流沙里。
罗伊·诺兰组建了一支由最优秀的地质学家和地震学家组成的工作组，其中包括费舍尔博士和希尔博士。希尔博士提到了她的隐藏故障理论，并最终被允许证明这一点。她和费舍尔博士参观了一个湖，在那里他们看到一些死于一氧化碳中毒的动物，他们自己也差点中毒。
回到工作组中心，希尔博士预测下一次地震将发生在加利福尼亚州旧金山附近。人们认为疏散整个旧金山的风险太大，旧金山最终被一场 9.2 级地震摧毁。此后，希尔博士预测下一次地震将发生在圣安德烈亚斯断层，这场地震将摧毁西海岸目前的形态，并造成 5000 万人死亡。希尔博士假设，他们可以通过让断层经历巨大的热量来“焊接”它，而这种热量只能用核弹产生。