电影《深度谜案》以马丁（伊利亚?伍德Elijah Wood饰）的视角展开，他为了寻找偶像逻辑数学家亚瑟（约翰?赫特John Hurt饰）的足迹，来到牛津大学深造。然而，他很快发现了一个复杂的谜团。他的寄宿房东伊格莱顿太太（安娜?玛西Anna Massey饰）似乎与亚瑟有着密切的联系，而她的养女贝丝（朱丽?考克斯Julie Cox饰）行事诡异莫测马丁在牛津结识了壁球伙伴洛娜（蕾欧诺?瓦特林Leonor Watling饰），两人的感情逐渐升温。然而，在亚瑟的一次演讲中，马丁成为了唯一的提问者，引起了亚瑟的关注。后来，马丁与亚瑟在伊格莱顿太太的家中不期而遇，却发现了一起谋杀案。现场唯一的线索是一个神秘的圆圈。随着调查的进行，马丁和亚瑟被警方带走协助破案。然而，更加神秘的是，随后又有一些人离奇地死去，而这些死因似乎与某种数学定律有关。