Film Project Wolf Hunting dibuka pada tahun 2017 saat proses pemulangan 47 penjahat Korea dari Filipina berubah menjadi tragedi. Sebuah ledakan bom mendadak terjadi dan menewaskan beberapa petugas serta melukai puluhan orang. Lima tahun kemudian, pemerintah Korea Selatan memutuskan memindahkan kelompok kriminal berbahaya lainnya menggunakan kapal kargo demi menghindari insiden serupa di pesawat.

Di atas kapal, para tahanan dikawal ketat oleh aparat yang dipimpin Lee Seok Woo (Park Ho San). Namun situasi cepat memanas ketika Lee Do Il alias Tattoo (Seo In Guk), seorang kriminal sadis bertato, mulai memprovokasi kekacauan bersama kelompoknya. Di saat bersamaan, seorang dokter misterius diam-diam membawa perlengkapan medis dan memberi obat penenang kepada tahanan rahasia yang disembunyikan di kapal.

Ketika kapal mulai berlayar, para tahanan berhasil melepaskan diri dan melakukan pembantaian brutal terhadap petugas. Kekacauan itu kemudian memunculkan sosok mengerikan bernama Alpha (Choi Gwi Hwa), manusia super hasil eksperimen rahasia dengan kekuatan luar biasa dan nyaris tidak bisa dibunuh.

Alpha mengamuk tanpa ampun dan membantai siapa saja yang menghalanginya, termasuk kelompok Tattoo serta aparat kepolisian di kapal. Situasi berubah menjadi pertarungan berdarah penuh teror saat para penumpang berusaha bertahan hidup di tengah kapal yang berubah seperti neraka terapung.

Film ini juga mengungkap masa lalu Alpha yang ternyata berkaitan dengan eksperimen tidak manusiawi sejak era Perang Dunia II. Di sisi lain, Komandan Kyung Ho (Sung Dong Il) muncul dan mengungkap fakta mengejutkan tentang hubungan masa lalunya dengan Lee Do Il.

Pada akhir cerita, pertarungan besar terjadi antara Lee dan Kyung Ho. Rahasia tentang eksperimen manusia super akhirnya terungkap, termasuk fakta bahwa anak Lee ternyata mewarisi gen kekuatan tersebut. Project Wolf Hunting menghadirkan aksi brutal, horor, dan pertarungan sadis sepanjang perjalanan di tengah laut.