1960-е. Рост гонки вооружений, вызванный Холодной войной между ведущими государствами планеты, достигает пика. Советские власти чувствуют необходимость ускориться со спуском особенной подводной лодки. Заклятые конкуренты успевают первыми выпустить в море сверхновую субмарину с мощным боевым оснащением. Партийное и военное командование СССР приказывает немедленно привести в боеготовность «К-19» и лучших подводников. Руководство миссией доверяют Алексею Вострикову. Тем временем экипаж выказывает максимальное доверие капитану 3-го ранга Михаилу Поленину. Разногласия между руководителями операции создают напряжение на борту.

Исполняя поручения штаба, ответственный за путешествие капитан выжимает максимум энергии из ядерной подлодки. Плохая подготовка судна к длительным плаваниям приводит к повреждениям обшивки. Слишком стремительные погружения и задействование оружейных комплексов при сближении с врагом наносит непоправимый ущерб реактору. Течь оказывается первым звоночком надвигающейся трагедии. Мужественные моряки обязаны минимизировать последствия аварии любой ценой. Погружение лодки ко дну призвано предотвратить масштабную ядерную катастрофу. Обычные люди с невероятной выдержкой и смелостью должны выстоять в опасном поединке с техникой и природой.