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 ...
"Piinakamber" on pingeline portree eriüksuslastest, kelle töö on üks maailma ohtlikumaid: lahingutingimustes pommide desarmeerimine. Vägivaldse kokkupõrke ajal asub seersant James juhtima üht suurte kogemustega pommirühma ning üllatab kaht oma alluvat, sellega, et saadab neid järjekindlalt linnalahingu eluohtlikku keerisesse. Jamesi käitumine jätab mulje nagu oleks ta surma suhtes täielikult ükskõikne. Ajal, mil mehed oma uut metsikut juhti ohjata püüavad, puhkeb linnas kaos ja Jamesi tõeline pale tuleb välja viisil, mis muudab kõiki mehi igaveseks.
Kolm üksteisest sõltumatut narratiivtelge, mis minutite möödudes hakkavad ühendama, moodustavad aluse, mille kaudu filmi süžee areneb. Peamine neist on tegevuse keskpunktiks New Yorgi hiilgav psühhiaater Nathan Conrad (Michael Douglas). Pärast noore ja salapärase patsiendi juures käimist näeb ta ühel hommikul järsult oma elu muutust, kui tema väike tütar ilma nähtava põhjuseta röövitakse. Teine telg näitab juveelivargade jõugu juhte (Sean Bean), kes otsivad iga hinna eest kättemaksu pärast seda, kui üks tema partneritest on reetnud. Ja kolmas telg sulgeb kolmnurga uurimisega, mille politsei tõlgendas Jennifer Esposito kahe vägivaldse mõrva tagajärjel.