深海剧情讲述抗战时期，日本控制汪伪政府，对淞沪地区的中国地下共产党开始大扫荡和屠杀，中共地下党因为“毒蛇”的叛变，导致大量的交通站被毁。
唐柏豪是汪伪政府行动处的二分队长，无意间截获了中共电报密码本，并且经过破译得知中共将要将一大批重要档案转移，为了将中共地下党摧毁，汪伪政府下令截获这批档案，唐柏豪对转移档案的共产党员“钢笔”方子建进行抓捕，却总是被一队长赵凯文搅局，逐渐便失去处长张德全的信任。
而唐柏豪慢慢的认识到汪伪政府的“曲线救国”其实是“曲线卖国”，便对之后的任务都不再上心。行动处的邓艺宁和唐柏豪是恋人，但邓艺宁的真正身份是中国共产党员，代号是“深海”，她的任务就是找到钢笔并转移档案。
唐柏豪的姐姐唐柏云的牺牲，唤醒了唐柏豪的信念，成为一个坚定的爱国者，从方子建手中接过档案，并从邓艺宁那里接过“深海”的代号，继续潜伏在行动处，不为所惧，最终成功将档案转移，迎来了抗战的伟大胜利。
