《海上心狱》从林澜收到一张被海水泡皱的明信片开始，明信片上只有妹妹苏蔓的笔迹和一行模糊坐标，坐标指向一艘常年往返远洋的豪华邮轮，林澜为了找到失踪半年的妹妹，以心理咨询师身份登船，没想到刚上船就遇到一场诡异风暴，船员们对苏蔓这个名字避而不谈，船东陈砚却对她异常热情，船长周屿则冷着脸警告她不要靠近底舱。剧中主角有林澜、周屿、苏蔓、陈砚、老船长、阿澈。林澜在客舱走廊发现苏蔓留下的耳环，又在酒吧遇见自称最后见过苏蔓的歌手阿澈，阿澈说苏蔓一直在调查邮轮上的心理实验，陈砚却告诉林澜苏蔓早已跳海，周屿则在深夜带她查看航海日志，日志里有一页被撕掉，只剩下一滴干涸的血迹。林澜没有相信任何一方，她开始自己查，从厨房帮工到赌场荷官，从医务室到货舱，每个地方都像一间心牢，关着不愿说话的乘客和船员。中段最惊险的一次，林澜偷偷进入底舱医疗室，发现那里根本不是治疗室，而是一间用药物和催眠控制船员的密室，苏蔓被关在隔音舱里，神志清醒却无法呼救，陈砚早已发现林澜的行踪，他切断底舱电源，让周屿误以为林澜劫持了救生艇，周屿追到船尾，两人才在闪电中看清彼此的怀疑都是被人设计。老船长后来拿出珍藏的旧航海图，阿澈也承认自己曾被陈砚用药物控制，所有被标成失踪的乘客其实都成了实验对象，而苏蔓因为记录证据被单独囚禁。林澜和周屿决定联手，林澜用心理咨询技巧唤醒被催眠的船员，周屿则联络海岸警卫队，阿澈在赌场制造混乱吸引陈砚注意，老船长重新设定航线，把船开向最近的港口。这一刻《海上心狱》不再只是寻找妹妹，而是一船人如何从恐惧里挣脱。高潮发生在风暴最猛的夜晚，陈砚想炸毁底舱销毁证据，林澜冲进医疗室救出苏蔓，周屿在驾驶室与陈砚对峙，老船长用广播向全船说出真相，乘客们从客房涌出，阿澈带头唱起苏蔓写的那首歌，歌声压过警报。陈砚最终被制服，苏蔓把记录芯片交给林澜，周屿却因擅自改航被停职。林澜没有立刻原谅周屿最初的隐瞒，她带着苏蔓下船，周屿站在甲板上目送。几个月后，林澜在海边开了一间小小的心理诊所，周屿推门进来，手里拿着那张明信片。最后，《海上心狱》让林澜、周屿、苏蔓、陈砚、老船长、阿澈各自走出心里的牢笼，苏蔓重新拿起画笔，阿澈继续唱歌，老船长退休，陈砚接受审判，周屿学会坦白，林澜也明白爱不是把对方锁在身边，而是一起面对风浪，真正的监狱从来不在海上，而在人不敢说出口的恐惧里。