故事围绕着日本列岛展开。 小笠原群岛北部一个七十米高的小岛一夜之间沉入海底。负责调查工作的地球物理学权威田所博士与深海潜水艇驾驶 员小野寺俊夫潜入海底，在七千米深的日本海沟发现了大规模的异常现象。与此同时，日本列岛上也发生了新干线工 程被迫停工、高速公路大桥垮塌等事故，各地火山活动频繁、地震不断。为此，日本政府秘密召开了专家听证会，会 上田所发出了日本即将沉没的警报。将信将疑的政府部门立即制定了应付紧急状态的“D-1”计划，展开了绝密调查 。随着调查的深入以及“京都大地震”和“东京大地震”的发生，日本面临沉没的事实越来越明朗化，日本政府不得 不在“D-1”计划的基础上制定了旨在拯救日本民族的“D-2”计划。当日本沉没的消息公开时，国际社会立即展开了 救援活动，同时，打探日本沉没后远东局势的情报活动也开始了。 日本列岛沉没了。流离失所的日本人开始了历史性的流浪生活。 197X年夏。小笠原諸島の北にある無名の小島が、一夜にして海底に沈んだ。地球物理学者・田所雄介博士は、ただちに現地調査に赴く。深海調査艇「わだつみ」号の操艇者・小野寺俊夫、海洋地質学者の幸長助教授と共に日本海溝[注 2]に潜った田所は、海底を走る奇妙な亀裂と乱泥流を発見する。折しも伊豆半島付近で地震が発生し、それに誘発されて天城山が噴火したため、内閣では地震学者との懇談会を開いて意見を聞くことになった。その席に招かれた田所は、「日本がなくなってしまう」可能性を口にするが、学者仲間の失笑を買うだけだった。だが、政財界の黒幕である渡老人は田所の説に興味を抱き、その説を検証するため、首相を呼びつけ、極秘裏に「D計画」を立ち上げさせる。D計画に集った田所、幸長、小野寺、情報科学者の中田一成らは、やがて一つの結論に達する。それは、日本列島近傍のマントル流に急速な異変が起こっており、その結果として「日本列島は最悪の場合2年以内に、地殻変動で陸地のほとんどが海面下に沈没する」というものだった。一方、渡老人は、比較文明史学者の福原教授らに依頼して、日本人の国外脱出とその後に関する計画を策定させる。 その間にも京都、ついで東京が相次いで巨大地震に襲われ、富士火山帯の火山が相次いで噴火するなど、異変は着実に進行していた。田所は危機が迫っていることを国民に知らせ、そのことに対する国民の反応を見るために、わざと週刊誌とテレビで情報を暴露し、D計画を去る。その後のコンピューターによるシミュレーションで、日本沈没は10か月以内に迫っていることが判明し、ついに首相は、日本沈没の危機が迫っていることを国会演説で発表する。休火山[注 3]までが活動を始める中、精鋭スタッフたちは死に物狂いで全国民の国外脱出計画「D-2」を遂行し、日本人を続々と海外避難させる。一方、敢えて国内に留まり日本列島と運命を共にする道を選択する者もいた。 四国を皮切りに次々と列島は海中に没し、北関東が最後の大爆発を起こして日本列島は完全に消滅する。