マーヴェリック(トム・クルーズ)は、かつて自身も厳しい訓練に挑んだアメリカ海軍パイロットのエリート養成学校、通称「トップガン」に教官として戻ってくる。父親と親友を空で失った過去を持つ彼の型破りな指導に、訓練生たちは反発する。彼らの中には、かつてマーヴェリックの相棒だったグースの息子ルースター(マイルズ・テラー)もいた。
山本五十六(豊川悦司)、山口多聞(浅野忠信)、南雲忠一(國村隼)率いる日本軍の艦隊が真珠湾を攻撃する。戦艦エンタープライズの艦長ハルゼー(デニス・クエイド)は、パイロットのディック(エド・スクライン)と彼の隊に日本軍艦隊の追跡を命じた。アメリカ軍のニミッツ最高司令官(ウディ・ハレルソン)とレイトン少佐(パトリック・ウィルソン)は、次の戦闘に備えるため日本軍の戦略を分析し、やがてミッドウェイで両軍が激突する。
ジョー・グラス が艦長を務めるアメリカ海軍の攻撃型原子力潜水艦ハンターキラーに、ロシア近海で行方不明になった同海軍原潜の捜索命令が下る。やがてハンターキラーは、沈没したロシア海軍の原潜を発見し、生存していた艦長を捕虜として拘束する。さらに、ロシアで極秘偵察任務にあたるネイビーシールズが、世界の命運を左右する巨大な陰謀をつかむ。それを受けてハンターキラーは、敵だらけのロシア海域に潜航する。