Em 1960, no auge da Guerra Fria, a Rússia lançou seu principal submarino nuclear, o K-19. No comando estava o rigoroso capitão Alexei Vostrikov (Ford). Também estava a bordo o popular oficial Mikhail Polenin (Liam Neeson), rival de Vostrikov, mas que compartilha seu sólido patriotismo. À medida que o K-19 ruma para às águas americanas surge uma chocante descoberta: o reator nuclear está vazando, colocando em perigo a tripulação e os mísseis. Com o tempo se esgotando, o destemido Vostrikov e seus homens unem-se como bravos compatriotas que precisam decidir o verdadeiro significado do dever, da honra e do sacrifício.