Im Jahre 1961 sticht die K-19, das erste russische mit Nuklearraketen bestückte Atom-U-Boot, in See. Vor dem Auslaufen hatte sich Kapitän Mikhail Polenin über die gravierenden Material- und Konstruktionsmängel beschwert und wurde daraufhin zum ersten Offiziert degradiert. Sein Nachfolger Alexei Vostrikov ist sich ebenfalls über die Risiken im Klaren, treibt aber Crew und Boot an die Grenzen der Belastbarkeit. Nachdem zunächst alles planmäßig läuft, bringt ein Leck im Kühlsystem des Reaktors die Besatzung und die Mission in große Gefahr.