Am 10. August 2000 läuft das russische U-Boot K-141 Kursk zu einem Manöver der russischen Nordflotte in der Barentssee aus. An Bord befinden sich 118 Mann Besatzung. Am zweiten Tag der Übung kommt es durch die Explosion eines Torpedos an Bord zur Katastrophe. Die Kursk erleidet schwere Schäden und sinkt auf den Meeresboden.
Lediglich 23 Männer überleben und können sich in einen sicheren Abschnitt des U-Bootes retten, darunter Kapitänleutnant Mikhail Kalekov (Matthias Schoenaerts). Aus Prestigegründen und Angst vor Spionage verweigert die russische Regierung zunächst jede internationale Hilfe. Auch die Angehörigen werden lange im Unklaren über die Ausmaße der Katastrophe gelassen.
Die Frauen, allen voran Tanya (Léa Seydoux), die Ehefrau von Offizier Kalekov, fordern verzweifelt Aufklärung, doch vergeblich. Der britische Commodore David Russel (Colin Firth) persönlich bietet dem russischen Admiral Gruzinsky (Peter Simonischek) seine Unterstützung an. Doch die Russen bleiben stur. Und die Zeit für die Überlebenden läuft...
