Ambientada en pleno apogeo de la Guerra Fría, en la década de 1980, la historia comienza en la base de la Flota del Norte soviética, en Murmansk. El capitán Marko Ramius, de 60 años, zarpa a bordo del submarino soviético de misiles balísticos más nuevo de la clase Typhoon, el Octubre Rojo. Equipado con un revolucionario sistema de propulsión silenciosa, el enorme submarino se desliza por las frías aguas del océano Ártico sin dejar rastro. Sin embargo, Ramius no está realizando un ejercicio de entrenamiento rutinario; desilusionado con el régimen soviético, él y sus oficiales de confianza pretenden desertar a Estados Unidos y entregar el mortífero submarino.

Para ocultar sus verdaderas intenciones, Ramius envía una carta al alto mando soviético anunciando su deserción, lo que desencadena una enorme cacería naval mientras Moscú moviliza su flota, incluido un submarino cazador-asesino de la clase Alfa, comandado por el antiguo alumno de Ramius, el capitán Tupolev, para destruir el Octubre Rojo. Mientras tanto, en Langley, Virginia, tú, analista de la CIA, examinas imágenes satelitales, inteligencia de señales y expedientes del personal para deducir los verdaderos motivos de Ramius. Te das cuenta de que no pretende lanzar un ataque nuclear, sino desertar. El director de la CIA, el almirante Greer, te envía a convencer a los estadounidenses de que ayuden a Ramius y te coloca a bordo del submarino de ataque estadounidense USS Dallas, comandado por el capitán Bart Mancuso. Después de que presentas tus pruebas, Mancuso accede a ayudar con la deserción.

Lejos, en alta mar, Ramius escenifica una falsa avería catastrófica del reactor de su submarino, obligando a la leal tripulación a evacuar en embarcaciones de rescate. A solas con sus cómplices de confianza, Ramius se prepara para entregar la nave. Sin embargo, a bordo sigue oculto un saboteador de la GRU disfrazado de cocinero. El cocinero abre fuego, hiere de muerte al primer oficial Vasily Borodin y toma a Ramius como rehén a punta de pistola en un estrecho pasillo. Sin entrenamiento de combate y completamente desarmado, te encuentras a bordo del Octubre Rojo, a cientos de metros bajo la superficie, frente al pistolero, con el desenlace de la Guerra Fría pendiente de tu próxima acción.