物語の舞台は、1980年代、冷戦の最盛期。物語はソ連北方艦隊の基地があるムルマンスクから始まる。60歳のマルコ・ラミウス艦長は、ソ連最新鋭のタイフーン級弾道ミサイル潜水艦レッド・オクトーバーに乗り込み、出航する。革新的な無音推進システムを備えた巨大な潜水艦は、痕跡を一切残さず、凍てつく北極海へと滑り込んでいく。しかし、ラミウスは通常の訓練航海をしているのではない。ソ連体制に幻滅した彼と側近の士官たちは、アメリカへ亡命し、この恐るべき潜水艦を引き渡すつもりだった。

真の意図を隠すため、ラミウスはソ連最高司令部に亡命を知らせる手紙を送り、モスクワが艦隊を派遣して大規模な海上追跡を始める事態を招く。その中には、ラミウスの元教え子であるトゥポレフ艦長が指揮するアルファ級攻撃型原子力潜水艦も含まれており、その目的はレッド・オクトーバーの破壊だった。一方、バージニア州ラングレーでは、CIA分析官であるあなたが衛星画像、信号情報、人物記録を調べ、ラミウスの真の動機を推理する。彼に核攻撃の意図はなく、亡命しようとしているのだと気づいたあなたは、CIA長官のグリア提督から、アメリカ側にラミウスへの協力を説得するよう命じられ、バート・マンキューソ艦長が指揮する米攻撃型潜水艦USSダラスに乗り込む。証拠を提示した後、マンキューソは亡命への協力に同意する。

遠い海上で、ラミウスは潜水艦の原子炉が壊滅的な故障を起こしたように偽装し、忠実な乗組員たちを救助艇へ退避させる。信頼する共謀者たちとともに艦内に残ったラミウスは、潜水艦を引き渡す準備を進める。しかし、料理人に変装したGRUの破壊工作員が、艦内に潜伏していた。料理人は銃を発砲し、副長ワシリー・ボロディンに致命傷を負わせると、狭い通路で銃を突きつけてラミウスを人質に取る。戦闘訓練を受けたこともなく、完全に丸腰のあなたは、水面下数百メートルにあるレッド・オクトーバーの艦内で、冷戦の行方があなたの次の行動にかかる中、銃を持つ男と対峙する。