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Lorsqu'un plongeur reste piégé à des centaines de mètres sous la surface de l'océan, une course contre la montre s'amorce afin de le ramener à la surface.

Un pilote d'hélicoptère et un scientifique spécialiste de l'environnement mènent un exode de survivants, à la recherche d'un refuge après qu'une catastrophe naturelle ait provoqué la rupture de la croûte terrestre.

Un sous-marin atomique américain, le Neptune, coule après avoir percuté un cargo. Le capitaine Blanchard et son équipage sont toujours vivants mais n'ont que 48 heures d'oxygène. Une durée qui ne laisse pas beaucoup de temps au ministère de la Marine pour sauver l'équipage de Neptune…

Une nuit de Saint Sylvestre festive a commencé au milieu de l'Atlantique Nord, sur le luxueux navire de croisière Poséidon. De nombreux passagers se sont rassemblés dans l'opulente salle de bal pour fêter dignement l'événement avec le capitaine Bradford. Pendant ce temps, le second scrute avec inquiétude l'horizon du haut de la passerelle. La menace surgit en quelques secondes, sous la forme d'une vague géante de plus de 30 mètres de haut, fonçant à toute allure sur le navire. Le second redresse la barre pour éviter un choc frontal, mais il est déjà trop tard. La muraille d'eau se fracasse avec une violence inouïe sur le paquebot qu'elle retourne, quille en l'air. Quelques centaines de rescapés se retrouvent dans la salle de bal, encore intacte quoique située sous la ligne de flottaison…

Los Angeles. L'ingénieur Stuart Graff qui vient de se séparer de sa femme Remy, entretient une liaison avec la veuve d'un collègue, Denise Marshall. Mais Remy tente de convaincre son père, Sam Royce (qui est également l'employeur de Stuart) de mettre fin à cette relation. Dans un autre coin de la ville le sergent de police Lew Slade est suspendu pour avoir frappé un autre policier, et Jody, tenant d'une épicerie générale, ne pense qu'à séduire Rosa, sœur de Sal, l'assistant de Miles Quade, un casse-cou de la moto. Leurs vies vont être bouleversées par un terrible tremblement de terre...

Le 18 février 1952, une gigantesque tempête s'abat sur la Nouvelle-Angleterre. Près des côtes de Cape Cod, deux pétroliers se brisent en deux, ballottés par des vagues monstrueuses. Les marins de l'un d'eux, le SS Pendelton, trouvent refuge dans la poupe du navire. Ray Siebert, l'officier mécanicien, dirige les opérations afin de maintenir à flot l'épave dans l'attente des secours. Pendant ce temps, le capitaine de la garde côtière, Bernie Webber, accepte de mener une mission de sauvetage. Avec trois autres volontaires, il quitte le port de Chatham, au Massachusetts, à bord d'une embarcation de bois, au moteur défaillant. Au péril de leur vie, les quatre hommes affrontent des éléments déchaînés pour sauver les survivants du SS Pendelton.

À l'hiver 1820, le baleinier Essex, originaire de Nouvelle-Angleterre, est attaqué par une créature redoutable : une baleine aux dimensions hors normes et à la volonté de fer qui semble animée par une terrible soif de vengeance. Cette catastrophe maritime inspirera "Moby Dick" d'Herman Melville. Mais cet ouvrage n'a pas relaté l'intégralité des événements. "Au cœur de l'océan" s'attache aux conséquences épouvantables de ce désastre, alors que les survivants de l'équipage sont acculés et contraints de commettre l'impensable pour rester en vie. Affrontant les tempêtes, la faim, la panique et le désespoir, ces hommes remettent en question leurs convictions les plus profondes et leurs valeurs morales, tandis que le capitaine du navire cherche à retrouver le cap et que son second croit encore pouvoir mater l'énorme mammifère qui les a pris pour cible…