1991年6月29日(土)に東宝系にて劇場公開作品。
TV版のラストから3年後のストーリー。テレビ版から続投するのはナディアとジャン、グランディス、サンソン、ハンソンの5人だけであり、マリーやキング、エアトン、エレクトラを始めとするノーチラス号乗組員はナディアの回想シーン以外では登場しない。この回想シーンは映画序盤で断続的に30分ほど続き、作画はテレビ版の流用である。TV版最終回で存在が明らかになった、エレクトラとネモ船長の子供も登場しない。
当初はガイナックスが制作する予定だったが、監督の庵野秀明はテレビ版で燃え尽きたとして担当せず、プロットとキャラクターデザインを作った段階でガイナックスは予算を使い果たしてなお完成させることができず、残りをグループ・タックが制作した。ガイナックスはプロットとデザインの他、劇中のテレビ版のダイジェストの編集のみを担当。そういったドタバタが災いしてか、映画自体は高い評価は得られなかった。武田康廣の回想録によれば、このときグループ・タックに踏み倒した格好の5000万円が返済されるのは『新世紀エヴァンゲリオン』のヒット以降になる。。天谷深雪(有村架纯饰)的父亲是隶属于日本海洋研究开发机构JAMSTEC的科学家,他对海洋的无限热情感染了深雪,在父亲病逝之后,深雪继承了父亲的遗志,加入了潜水调查船“深海6500”驾驶员候补生的行列。如果深雪能够成功的登上深海6500,那么她将会是首位日本潜艇女驾驶员。 最终,在不懈的努力之下,深雪实现了她的梦想登上了潜艇,可就在这个节骨眼上,深雪在父亲的储物柜里发现了一盘神秘的录像带,录像带中记载了一种体型硕大的深海神秘生物,不仅如此,深雪还在录像带中发现了父亲的身影。一切都预示着,这将是一趟凶多吉少的旅行,深雪是否能够安全的归来呢?。