En 1984, l'URSS lance «Octobre rouge», un sous-marin expérimental qu'un système de propulsion sophistiqué rend virtuellement indétectable. Un as de la marine soviétique, le commandant Marko Ramius, est chargé de diriger les premiers essais en mer Baltique. Dès son départ, Ramius exécute l'agent du KGB chargé de surveiller les manoeuvres et met le cap sur les États-Unis. Les flottes soviétiques et américaines se lancent à sa poursuite. Les Américains pensent que l'URSS tente une attaque surprise, mais un analyste de la CIA, Jack Ryan, est persuadé que le vieil officier cherche à passer à l'Ouest. Il parvient à se faire confier l'affaire.