해군 소령 토마스 닷지(Lt. CmDr. Tom Dodge: 켈시 그래머 분)는 자신은 유능하며, 탁월한 유머 감각을 지녔다고 생각하나 해군의 다른 상관들은 그를 무능한 골칫덩어리로 여기고 있다. 그러한 사실을 아는지 모르는지 토마스는 최신 무기로 무장한 첨단 테크놀리지 핵 잠수함의 함장이 되어 심해를 항해하며 해군 장교로서의 임무를 수행하는 기회를 갖는 것을 꿈꾸며 오늘도 꾸준히 해군에 붙어있는다. 해군에서 그러한 토마스의 방식이 받아들여질 수 없지만, 몇몇 고위층 장교들이 모여 이러한 토마스 닷지에게 잠수함을 지휘권을 줄 것인가를 토론하게 된다. 여러 반대 의견이 나왔으나 결국 토마스 닷지는 꿈에 그리던 잠수함 지휘권의 소망을 이룬 것이다.

그러나 평소 탐을 못마땅하게 생각하던 그의 상관이자, 해군 사령관 얀시 그래햄(Rear Admiral Yancy Graham: 브루스 던 분)은 토마스에게 아주 엉뚱하고 난처한 작전 명령을 내린다. 그 명령이란 2차대전때 만들어진 40년 묵은 연습용 디젤 잠수함을 끌어내어 미국의 최고 핵 잠수함에 대항, 미국 동쪽 해안을 가상 침공하라는 것이다. 이것은 일종의 미국 방위 워 게임으로써, 토마스 닷지가 해군에 붙어있느냐 마느냐의 결정적 문제가 여기에 달려있는 중대한 문제인 것이다. 핵 잠수함이 사용되는 해군에서 디젤 잠수함을 이끌고 비밀 작전을 수행해야 하는 탐에게 문제는 한 두가지가 아니다. 물고기가 재채기만 해도 부서질 것 같은 다 낡은 잠수함은 차라리 둘째 문제이다.

디젤 잠수함에 대한 경험이 있는 선원은 2차 대전에 참가했던 늙은 선원 하워드(Howard: 해리 딘 스탠톤 분) 한 사람뿐, 바닥에 핀 떨어지는 소리까지 듣는 이상한 귀를 가진 로바첼리(Seaman 2nd Cl. E.T. 'Sonar' Lovacelli: 하랜드 윌리암스 분), 내기에 항상 져서 셔츠까지 잃어버리는 도박꾼 실버스터슨Seamon Stanley 'Spots' Sylversterson: 조나단 펜너 분), 손이 미끄러워 게임을 망쳐버린 NBA 농구 선수를 꿈꿨던 대학 농구선수 재퍼슨 잭슨(Planesman FC Jefferson Jackson: 듀안 마틴 분), 뚱뚱하고 담배를 좋아하는 서투른 요리사 벅맨(Seaman Buckman: 켄 휴드슨 캠벨 분), 잠수함 보다 해군 감방의 콘크리트 벽을 더 좋아하는 근육질의 반항아 브래드 스테파넥(Engineman FC Brad Stepanak: 브래포드 태텀 분) 등 좌충우돌 대책없는 선원들로 이루어진 토마스의 비밀 작전부.

낡고, 어설픈 잠수함과는 꽤나 잘 어울리나 작전을 수행하는데 있어서는 어쩐지 어설프기만 하다. 여기에 여자 승무원으로는 처음으로 잠수함에 승선하게 되는 해군 중위 에밀리 레이크(Lt. Emily Lake: 로렌 홀리 분)가 함께 승선하면서 잠수함은 물속으로 가라앉을(?) 위기를 맞게 된다. 본부의 황당한 작전 명령에 따라 임무를 수행하던 그들은 핵 잠수함의 출현으로 일생일대의 위기에 봉착하게 되고, 토마스와 못말리는 그의 선원들은 목숨을 아끼지 않고 주어진 임무를 완수하기 위해 지혜와 경험을 모으게 되는데.