Amato e rispettato dai suoi uomini e considerato uno dei capitani più ricchi d'esperienza della Marina Sovietica, Mikhail Polenin viene rimosso dal comando del sottomarino nucleare K-19. Al suo posto viene nominato il capitano Alexei Vostrikov, un ufficiale dalla volontà d'acciaio che testerà il K-19 e l'equipaggio fino al limite estremo. Durante una missione uno dei reattori nucleari del sottomarino andrà in avaria ed il nuovo capitano si vedrà costretto a dimostrare tutto il suo coraggio ed eroismo per evitare quello che potrebbe trasformarsi in un disastro nucleare senza precedenti.