《日本沉没》的剧情紧凑而扣人心弦。电影开篇，小笠原群岛北部的一个小岛突然沉入海底，成为灾难的序曲。深海潜水艇驾驶员小野寺俊夫潜入日本海沟，发现了海底的异常现象，预示着更大的危机即将到来。随着日本列岛上地质灾害频发，新干线工程停工、高速公路大桥垮塌，火山活动频繁，地震不断，日本政府紧急召开专家听证会，确认了日本即将沉没的严峻现实。

政府迅速制定“D-1”和“D-2”计划，企图挽救民族于危难之中。然而，随着“京都大地震”和“东京大地震”的相继发生，日本列岛沉没的命运已无法逆转。最终，巨大的海啸席卷陆地，日本列岛在观众的眼前缓缓沉入海底，留下无尽的哀思与反思。