ロシアのバレンツ海で米海軍原潜タンパ・ベイが消息不明になる。統合参謀本部議長チャールズ・ドネガン大将（ゲイリー・オールドマン）の指示を受けた米国防総省のジョン・フィスク少将（コモン）は、ジョー・グラス艦長（ジェラルド・バトラー）率いる攻撃型原潜“ハンターキラー”を捜索へ送り込む。国家安全保障局のジェーン・ノーキスト（リンダ・カーデリーニ）は、コラ半島沖でタンパ・ベイが消えたと聞いて顔色を変える。ロシア大統領がコラ半島に向かっているのだ。ノーキストはフィスクに極秘で偵察部隊を派遣するように示唆され、ネイビーシールズのビーマン隊長（トビー・スティーヴンス）率いる4人の精鋭部隊を派遣する。一方、コラ半島沖に着いたハンターキラーは、沈没したタンパ・ベイを発見する。そのとき、隠れていたロシア原潜から攻撃が。ハンターキラーはグラスの手腕で逆襲に成功し、敵を撃沈する。ハンターキラーはすぐ近くに沈む別のロシア原潜を見つける。シースキャンによると内部から爆発した痕跡がある。エドワーズ副長（カーター・マッキンタイア）は米艦を沈めた連中だと反対するが、グラスは置き去りにされたアンドロポフ艦長（ミカエル・ニクヴィスト）を救出し、捕虜にする。コラ半島に潜入したシールズがポリャルヌイ司令部周辺の映像を米国防総省のモニターへと送信していると、クーデターが勃発。ロシア国防相ドゥーロフ（ミハイル・ゴア）がロシア大統領を秘密裏に拘束し、自分が代行することを軍部に伝え、核戦争も辞さない戦いを始めようとする。米大統領のもと開かれた緊急会議で、空母艦隊を派遣し応戦するべきだと主張するドネガン。大統領もやむなしと認めるが、フィスクが提案したシールズとハンターキラーによるロシア大統領救出作戦も許可する。ロシア海域で敵艦隊と最新水中兵器が待ち受けるフィヨルドを潜航しなければならないハンターキラーは、アンドロポフを案内人にするという禁じ手を使うことに……。