1984. Nõukogude mereväe uusim ning kaasaegseim tuumaallveelaev Punane oktoober on teel Ühendriikide ranniku suunas. Ameeriklased kardavad, et laev valmistub rünnakuks ning on valmis seda hävitama. Allveelaeva kapteni Marko Ramius'e (Sean Connery) tausta uurinud CIA agent (Alec Baldwin) palub ülemustel sellega veidi oodata, kuna arvab, et Ramius võib tahta Ameeriklaste poolele üle tulla ...
Ameerika tuumaallveelaev kaob ja valitsus saadab õnnetuspaika lokaliseerima kaks rühma - sõjaväe ja veealuse puurimistööde eskpertmeeskonna. Puurijad avastavad maavälise eluvormi ja on veendunud selle heatahtlikest kavatsustest. Sõjavägi soovib seda hävitada. Aja jooksul süveneb kahe meeskonna vaheline konflikt.