Фильм основан на реальных событиях, произошедших с первой советской атомной подводной лодкой К-19, потерпевшей аварию из-за неисправности реактора в 1961 году. Это история о мужестве советских моряков, служивших на этой субмарине.
В центре сюжета — капитан Алексей Востриков, который в разгар холодной войны принимает командование подлодкой вместо её первого капитана Михаила Поленина. Его задача — любой ценой ускорить подготовку К-19 к выходу в море. Однако ни Востриков, ни Поленин, ни экипаж не представляли, какие испытания их ждут и какую цену придётся заплатить за поспешность...