Mystinen katoamistapausten sarja kurittaa Atsumin kaupungin kuumissa lähteissä kylpijöitä. Myöhemmin uhrit löydetään merestä, ja ruumiit ovat täynnä haihyökkäyksestä muistuttavia vammoja. Poliisipäällikön tutkimukset paljastavat, että jokin on herättänyt muinaiset onsen-hait, kuumasta lähteestä toiseen uivat, ihmisiä saalistavat hirviöt.
Perinteisten japanilaisten tokusatsu-efektielokuvien hengessä Onsen Shark herättää ihmisiä napostelevat hirviöhait henkiin voittopuolisesti käsityönä toteutetuilla efekteillä. Pienoismallit räjähtelevät ja kalojen vaahtomuovikuonot saavat turpaan tavalla, joka kumartaa perijapanilaisille kaiju-hirviöelokuville. Fysiikan lakeihin syvyyden pedot eivät taivu; selkäevä edellä jyrätään vaikka asfaltin läpi.