Этот фильм основан на реальных событиях, произошедших с первой атомной советской подводной лодкой, К-19, которая пережила аварию из-за неполадок в атомном реакторе в 1961 году. Фильм К-19: Холодная война является свидетельством героизма и самоотверженности русских моряков, которые служили на этой подводной лодке. История фильма фокусируется на капитане Алексее Вострикове, который в разгар холодной войны берет на себя командование атомной подводной лодкой К-19, заменяя ее первого капитана Михаила Поленина. Задачей Вострикова становится быстро подготовить подлодку к погружению, даже если это означает столкнуться с невиданными сложностями и опасностями. Но Востриков, Поленин и члены экипажа К-19 не могли представить, какие испытания им предстоит пройти, и какая цена придется заплатить за стремительную подготовку субмарины к погружению. Это история о бескомпромиссной борьбе за выживание, героизме и взаимной поддержке в суровых условиях на подводной лодке во времена холодной войны.