1984, im Dezember, werden dem CIA-Agenten und Navy-Experten Jack Ryan verschiedene Fotos eines sowjetischen U-Bootes zugespielt. Eine Eigenart in der Konstruktion des Bootes lässt ihn etwas stutzig werden. Als dieses Schiff mit dem Namen „Roter Oktober“ auch noch von allen Überwachungssensoren verschwindet, kontaktiert Ryan einen guten Freund. Es ist der U-Boot-Konstrukteur Skip Tyler. Dieser wiederum äußert die Möglichkeit, dass das Schiff mit einem neuartigen Antrieb ausgestattet sein könnte. Damit ist es möglich, sich völlig lautlos zu bewegen.
In der Tat lief einige Tage zuvor die „Roter Oktober“ vom Hafen in Polyarnyy aus. An Bord war neben den normalen Matrosen der wohl beste Kapitän der russischen Nordflotte. Die Rede ist von Marko Ramius und Offiziere, die von ihm ausgebildet wurden. Während des Öffnens der Befehle mit dem Politoffizier Putin, ermordet Ramius diesen, und tauscht die Befehlsrolle mit eigenen aus. Indessen erreicht in Moskau den Flottenadmiral Juri Padorin ein Brief von Ramius. Darin offenbart der Kapitän seiner Absicht zu den Amerikanern über zulaufen. Eine Schiffsarmada wird sofort los geschickt, um den vermeintlichen Verräter abzufangen.
Das amerikanische U-Boot mit dem Namen „Dallas“ empfängt mit seinem Sonar ungewöhnliche Meeresgeräusche. Diese verschwinden plötzlich wieder und der CIA wird bestätigt, dass ein U-Boot mit lautlosem Antrieb ausgelaufen ist. Als eine große Sowjetflotte Richtung Atlantik fährt, wird in Washington eine Krisensitzung mit Regierungsbeamten, Militärs und Geheimdienstlern einberufen. Es liegt nahe, dass das russische U-Boot „Roter Oktober“ und die Flotte in feindlicher Absicht in die Richtung der amerikanischen Küste steuern. Ryan hält es jedoch für möglich, dass Ramius evtl. doch überlaufen werde. Die Streitkräfte bereiten sich auf einen massiven Angriff vor, doch Jack Ryan erhält den Befehl, mit der „Roter Oktober“ einen Kontakt aufzunehmen, um für seine Theorie wichtige Beweise sicher zu stellen.
Der sowjetische Botschafter in den USA trifft sich anschließend mit dem Sicherheitsberater des Präsidenten, Jeffrey Pelt, um die Truppenbewegungen der Russen zu erklären: Er gibt später zu, dass ein U-Boot gesucht wird, welches aber angeblich verschollen sein soll. Pelt bietet Andrej Lysenko die Hilfe der Vereinigten Staaten an. Auf der „Roter Oktober“ bekommt die Mannschaft langsam ein mulmiges Gefühl. Das liegt nicht nur daran, weil sie von einem eigenen Flugzeug attackiert wird, sondern auch weil einige kuriose Sabotage-Fälle an Bord auftreten. Ramius und seine Offiziere, die als Einzige von den Plänen zum Überlaufen wissen, versuchen die U-Boot Crew zu beruhigen. Ryan lässt sich auf die „U.S.S. Texas“ bringen, welche dem russischen Ü-Boot mittlerweile auf den Fersen ist.
Das U-Boot erhält jedoch den neuen Befehl, die „Roter Oktober“ zu zerstören. Dies ist das Ergebnis eines zweiten Gesprächs zwischen Pelt und Lysenko, der nun lügt, und behauptet feste Ramius möchte die USA attackieren. Jack Ryan gelingt es schlussendlich, den Kapitän der „Dallas“, Bart Mancuso, zu überzeugen. Er empfiehlt, dass man mit Ramius Funkkontakt aufnehmen sollte, um ihn nach seinen wirklichen Plänen zu fragen.
Ramius ist zuerst überrascht, dass man sein U-Boot entdeckt hat, geht aber auf eine Unterhaltung mit Mancuso über das Periskopmorsgerät ein. Er gibt zu verstehen, dass er überlaufen möchte und erhält von der „Dallas“ die Koordinaten. Diese Koordinaten liegten an einer tiefen Stelle im Meer, zu der er nun fahren soll. Als die „Roter Oktober“ nach zwanzig Stunden dort ankommt, täuscht der Bordingenieur Melekhin ein Leck im Reaktor vor, sodass das Schiff zum Auftauchen gezwungen wird.
Als sich die Besatzung in die Schlauchboote begibt, nähert sich ein US Kreuzer, der unweigerlich zu erkennen gibt, dass man an Bord des U-Boots „Roter Oktober“ kommen werde. Ramius kehrt mit seinen Offizieren wieder in das Innere des U-Boots zurück und behauptet, dass er es auf den Boden des Meeres versenken lassen werde. Die Besatzung wird von dem amerikanischen Kreuzer aufgenommen und Ramius U-Boot taucht wieder in die Tiefe. Das Kriegsschiff feuert anschließend einen Torpedo auf die „Roter Oktober“ ab. Dieser wird allerdings bereits kurz vor dem Ziel vom CIA absichtlich zur Explosion gebracht. Damit wird den geretteten Matrosen der Eindruck vermittelt, dass das russische U-Boot am Tauchen gehindert wird.
Unter Wasser kommen einige Besatzungsmitglieder der „Dallas“, darunter auch Ryan und Mancuso, mittels eines Mini-U-Bootes an Bord der „Roter Oktober“. Sie wollen Ramius treffen. Doch Ramius übergibt das Schiff den USA und bittet um ein politisches Asyl. Plötzlich greift ein an Bord gebliebener Matrose, ein Küchenjunge, die Besatzung an. Borodin wird tödlich verwundet. Ryan kann trotzdem verhindern, dass der Mörder noch Schlimmeres anstellt. Er erschießt ihn in Notwehr. Plötzlich taucht auch noch ein weiteres U-Boot aus der sowjetischen Nordflotte auf. Diesmal befindet sich das Schiff unter dem Kommando von Kapitän Tupolev, einem ehemaligen Schüler Ramius. Es greift die „Roter Oktober“ an – aber Ramius gelingt es das nun feindliche U-Boot zu zerstören.
Die geretteten Matrosen der „Roter Oktober“, welche sich mittlerweile auf amerikanischen Kreuzern befinden, sehen ein explodierendes U-Boot. Sie sind sich sicher, dass es ihre „Roter Oktober“ sei. Begleitet von der „USS Dallas“ begibt sich das russische Boot nun nach Norfolk, Virginia, wo es sicher vor Spionage-Satelliten versteckt wird.