Mis à l'eau par l'URSS, «Octobre rouge», un sous-marin expérimental d'un type nouveau, totalement indétectable et chargé d'ogives nucléaires, est confié au capitaine Marko Ramius, un officier au-dessus de tout soupçon. Mais à peine celui-ci a-t-il immergé son engin qu'il abat l'agent du KGB supposé le surveiller et met le cap sur l'Amérique. Dans l'ignorance de ses intentions, les services secrets soviétiques et américains se lancent à sa poursuite, les premiers tentant de persuader les seconds que Ramius a perdu la tête et qu'il va attaquer les Etats-Unis. Jack Ryan, un analyste de la CIA, pense quant à lui que le capitaine a toute sa tête.