Året er 1961 og Den Kolde Krig mellem USA og Sovjet er på sit højeste, og verden holder vejret med truslen om en atomkrig. Harrison Ford spiller den sovjetiske ubådskaptajn Alexei Vostrikov, som overtager kommandoen på atomubåden K-19.
K-19's jomfrurejse går til Antarktis, hvor et atomvåben-missil skal prøveaffyres.
I nærheden af en amerikansk militærbase springer den ene atomreaktor læk. Vostrikov står pludselig overfor et valg, at skulle bede ærkefjenden USA om hjælp - eller risikere en nedsmeltning, og derved en eksplosion.