「太平洋プレートの急激な沈降により40年以内に日本列島は沈没する」アメリカ測地学会のデータに唖然となる日本政府。だが地球科学博士・田所（豊川悦司）の調査結果はさらに残酷なものだった。「あと338.54日…」。山本総理（石坂浩二 ）は鷹森文部科学大臣（大地真央）に危機管理大臣を兼任させ、日本沈没の研究機関「D1」及び緊急退避計画「D2」を発動させる。その頃田所の調査に参加した潜水艇操縦手・小野寺（草なぎ剛）は、かつて駿河湾地震で自分と少女・美咲（福田麻由子）を救助してくれたレスキュー隊員・玲子（柴咲コウ）との再会を果たす。その矢先、日本各地で大規模な地殻変動が次々と発生する……。