1984年11月，苏联正处于戈尔巴乔夫上台前夕，美苏冷战进入高潮。苏联研制了一艘新型核潜艇“红十月号”，并由经验丰富的艇长雷米斯负责首次试航。美国中央情报局获取了有关“红十月”号的情报，密切关注其动向。航行途中，雷米斯杀死了发现他隐私的专横政委，并命令潜艇改变航向。他向官兵声称此举是为了利用潜艇的无声推进系统突破美国海军的监视，游览美国海岸线。苏联国防部对此大为震动，派遣军队追捕“红十月”号，而美国中情局也派出精英部队拦截。一场关乎美苏两国军事平衡的紧张追击行动由此展开，艇长雷米斯的真实意图究竟是投奔美国，还是引发核战争，成为双方争夺的关键。