1961 - Au plus fort de la Guerre Froide, le capitaine Alexei Vostrikiv est appelé à prendre le commandement du sous-marin nucléaire K-19 après avoir relevé de ses fonctions le capitaine Mikhail Polenin, jugé trop laxiste par Moscou. Membre éminent de la Nomenklatura, réputé pour son intransigeance, Vostikov a mission de préparer au plus vite le submersible pour son voyage inaugural. En dépit d'une multitude d'incidents techniques, le lancement du K-19 a lieu, comme prévu le 18 juin 1961, Polenin restant à bord en tant que second de Vostrikov. Ce dernier impose immédiatement une discipline de fer à l'équipage : exercices d'alerte répétés, plongées en profondeur extrème, manoeuvres sous la banquise... Tout est fait pour qiguiser les réflexes des jeunes marins, renforcer leur moral et leur sens du devoir. Le lancement réussi d'un premier missile marque une pause dans cette série d'épreuves, mais le sous-marin reçoit bientôt l'ordre de se diriger vers les côtes américaines et de se poster à seulement 400 kilomètres de Washington et de la base de l'OTAN. Vostrikov éxécute aveuglement, ignorant qu'une dramatique avarie se prépare à bord du K-19.