November 1984. Kapten kapal selam Soviet, Marko Ramius, mendapat komando atas Red October, kapal selam nuklir kelas Typhoon terbaru yang super canggih. Kapal ini dilengkapi teknologi 'caterpillar drive' yang membuatnya nyaris tak terdeteksi sonar pasif. Intinya: ini kapal selam siluman level dewa.

Namun di tengah pelayaran, Ramius diam-diam membunuh perwira politik Ivan Putin dan mengirim perintah palsu ke krunya bahwa mereka akan melakukan latihan rudal di lepas pantai timur Amerika Serikat. Di sisi lain, kapal selam serang AS USS Dallas yang sebelumnya membuntuti Red October tiba-tiba kehilangan jejak begitu sistem siluman itu diaktifkan.

Analis CIA sekaligus mantan Marinir, Jack Ryan, yang saat itu bertugas di London, segera kembali ke Washington. Setelah berdiskusi dengan Wakil Direktur CIA Laksamana James Greer, Ryan memberi pengarahan kepada pejabat tinggi AS soal ancaman Red October. Ketika diketahui bahwa sebagian besar armada Soviet dikerahkan ke Atlantik untuk memburu kapal tersebut, pihak militer AS menyimpulkan bahwa Ramius berniat melakukan serangan nuklir liar ke Amerika.

Tapi Ryan punya teori beda. Ia menilai Ramius, seorang duda asal Lithuania yang sudah kehilangan banyak ikatan pribadi dengan Uni Soviet, justru ingin membelot ke Amerika bersama kapal selamnya. Penasihat Keamanan Nasional Jeffrey Pelt memberi Ryan waktu tiga hari untuk membuktikan teorinya sebelum Angkatan Laut AS diperintahkan menenggelamkan Red October.

Sementara itu, sabotase misterius membuat sistem caterpillar drive Red October rusak saat bermanuver di ngarai bawah laut yang sempit. Di kapal USS Dallas, teknisi sonar Ronald 'Jonesy' Jones menemukan cara mendeteksi Red October lewat analisis akustik canggih. Dallas pun kembali menemukan posisinya.

Setelah transfer berisiko di tengah laut, Ryan naik ke USS Dallas dan mencoba meyakinkan komandannya, Bart Mancuso, untuk menghubungi Ramius dan memastikan niat sebenarnya.

Di saat bersamaan, duta besar Soviet memberi tahu AS bahwa Ramius berniat menyerang Amerika dan meminta bantuan untuk menenggelamkan Red October. Perintah pun dikirim ke armada AS, termasuk USS Dallas yang sudah kembali menemukan kapal selam Soviet itu.

Ryan tetap yakin Ramius ingin membelot. Ia akhirnya berhasil meyakinkan Mancuso untuk menawarkan bantuan. Mengejutkannya, Ramius menerima tawaran itu, karena Amerika ternyata menebak rencananya dengan tepat.

Untuk menipu krunya sendiri, Ramius pura-pura menciptakan keadaan darurat reaktor nuklir dan memerintahkan kapal muncul ke permukaan serta kru meninggalkan kapal. Saat sebuah kapal fregat AS mendekat, Ramius kembali menyelam dan meninggalkan krunya di rakit penyelamat.

Ryan, Mancuso, dan Jonesy lalu naik ke Red October lewat kapal selam penyelamat. Di sana, Ramius resmi menyerahkan kapal selamnya kepada Amerika dan meminta suaka politik bagi dirinya dan para perwira setianya.

Misi yang awalnya dikira ancaman nuklir global ternyata jadi salah satu pembelotan paling berani di era Perang Dingin.