Kate (Halle Berry) jest specjalistką od rekinów, której ze względu na jej kompetencję i nieomylność w przewidywaniu zachowań morskich drapieżników, nadano przydomek "zaklinacz rekinów". Niestety, kiedy jeden z jej podopiecznych ginie w wyniku ataku drapieżnika, Kate przeżywa załamanie nerwowe. Nie może pogodzić się ze stratą, a do tego jest prześladowana przez dramatyczne wspomnienia i nie potrafi już, tak jak wcześniej, zaangażować się w pracę.
Rok później firma Kate stoi na krawędzi bankructwa. Wtedy właśnie w życiu dziewczyny pojawia się jej były narzeczony Jeff (Olivier Martinez). Chłopak wie jak rozwiązać finansowe problemy Kate. Była partnerka musi mu tylko pomóc w organizacji niebezpiecznej wyprawy do niesławnej afrykańskiej Alei rekinów, w której ekscentryczny milioner chce nurkować bez zabezpieczenia w postaci stalowej klatki. Za pomoc w realizacji swojego marzenia jest gotów zapłacić 100 000 Euro!
Przeżywająca wciąż tragedię sprzed roku Kate bije się z myślami, ale ostatecznie decyduje się na udział w ryzykownym przedsięwzięciu...
Zdjęcia do "Śmiertelnej głębi" realizowano w Afryce i w Wielkiej Brytanii. Przez sześć tygodni ekipa pracowała w Kapsztadzie, gdzie kręcono sceny rozgrywające się na wodzie i z udziałem prawdziwych rekinów. Później na trzy tygodnie filmowcy przenieśli się do Anglii, gdzie w legendarnym Pinewood Studios realizowano ujęcia podwodne.
Ciekawostką jest, że odtwarzający w filmie główne role Halle Berry i Olivier Martinez są w prywatnym życiu parą (zaręczyli się w marcu 2012 roku), a poznali się właśnie na planie "Śmiertelnej głębi" Już z tego powodu ich wspólne dzieło przejdzie do historii Hollywood.