Фильм основан на реальных событиях, произошедших с первой атомной российской подводной лодкой, которая потерпела аварию из-за неполадок в атомном реакторе в 1961 году. К-19 - это зримое свидетельство героизма русских моряков, которые служили на этой подводной лодке. Фильм демонстрирует героизм капитана Алексея Вострикова, который в разгар холодной войны берет на себя командование атомной подводной лодкой К-19 вместо ее первого капитана Михаила Поленина...
Действие картины разворачивается во время Второй мировой войны. Группа американских моряков-подводников получает задание проникнуть на затонувшую немецкую подводную лодку, чтобы завладеть шифровальным устройством ''Энигма'', заполучив которое войска союзников смогли бы гораздо быстрее одержать победу. Однако американцы еще не знают, что немцы тоже направляются к Ю-571, среагировав на сигнал SOS. В итоге девять героев попадают в необычную ситуацию - они, словно в ловушке, оказываются на вражеской подлодке, находящейся во вражеских водах...