故事敘述俄國首次研發出來的核子動力潛艦K-19，於北大西洋進行大規模演習時，因核子反應爐操作失當造成核輻射外洩問題。此時，奉命執行任務的新艦長維斯考夫（哈里遜福特 飾），卻和副艦長（連恩尼遜 飾）發生衝突，他們必須要面對潛艦具有威脅所有船員性命的可能性，還要擔心如果引發核爆，將有可能觸發一場美俄兩大世界強國之間不可收拾的戰爭，他們將如何化解歧異，解除這個牽一髮而動全身的危機？