Estimat i de confiança per als seus homes, respectat com el capità de submarins amb més experiència de la Marina soviètica, el Capità Mikhail Polenin (Liam Neeson) és destituït del comandament del K-19 quan el lideratge soviètic decideix que no està preparant el seu submarí insígnia prou ràpid per a la seva primera travessia. Al seu lloc, el Capità Alexei Vostrikov (Harrison Ford), un oficial estrictament "orientat a la missió" i amb una voluntat de ferro, aconsegueix treure el K-19 al mar exactament a l'hora programada 16.00 hores del dia 18 de Juny del 1961.

En fer un reportatge rutinari sobre el funcionament d'una central nuclear, una reportera de televisió i el seu fotògraf descobreixen un possible accident que pot posar en perill la seguretat de la planta i de la ciutat de Los Angeles.