Tijdens de Koude Oorlog in 1961 gaat kapitein Alexei Vostrikov met de eerste Russische nucleair aangedreven onderzeeboot op patrouille op de Atlantische Oceaan. De onderzeeër vertoont mankementen, en Vostrikov en zijn bemanning doen er alles aan om een nucleaire ramp te voorkomen. Een meltdown zou niet alleen hun dood betekenen, maar ook een wereldoorlog tot gevolg kunnen hebben. Gebaseerd op een waargebeurd verhaal.