Au début des années 1960, en pleine tension entre l’URSS et les États-Unis, le premier sous-marin nucléaire soviétique, le K-3, part en mission sous les glaces de l’océan Arctique. Malgré des conditions météorologiques extrêmes et de graves avaries à bord, son équipage doit atteindre un objectif historique : émerger à la verticale du pôle Nord.