Biển Sâu là câu chuyện xúc động về cô bé Sâm Tú, người luôn cảm thấy mình như “người tàng hình” trong gia đình mới của bố. Mang trong mình khát khao tìm lại mẹ ruột, Sâm Tú quyết định đuổi theo tinh linh biển, với niềm hy vọng được đoàn tụ cùng người mẹ mà cô chưa từng biết. Trên hành trình ấy, cô tình cờ gặp gỡ ông chủ Nam Hà, một nhân vật bí ẩn và nhân viên của quán cơm Thâm Hải – một nơi ẩn chứa nhiều điều kỳ lạ và lôi cuốn.
Nam Hà, ông chủ của quán, đã hứa sẽ giúp Sâm Tú tìm mẹ với điều kiện cô phải giúp đỡ quán cơm. Với sự ngây thơ và quyết tâm, Sâm Tú chấp nhận lời đề nghị, bước vào thế giới dưới biển đầy bí mật. Ở đây, mỗi người cô gặp đều có câu chuyện riêng, tựa như “người tàng hình” giữa cuộc đời. Qua thời gian, Sâm Tú nhận ra rằng, cuộc hành trình tìm mẹ còn là hành trình tìm lại bản thân, khám phá những giá trị của tình thân và lòng can đảm.
Cuộc sống trong quán cơm Thâm Hải dần hé mở cho Sâm Tú những bí mật sâu thẳm từ biển cả và từ chính quá khứ của mình. Cô bé bắt đầu hiểu rõ hơn về mối quan hệ gia đình, ý nghĩa của tình yêu thương, và nhận ra rằng đôi khi, điều ta cần tìm kiếm lại không phải là điều ta mong đợi. Biển Sâu là bộ phim đậm chất suy tư, xen lẫn cảm xúc, khám phá một thế giới vừa lạ lẫm vừa thân quen, và khẳng định giá trị của gia đình và ký ức trong cuộc sống.