Film Hunter Killer membawa penonton ke perairan Arktik, ketika sebuah kapal selam Amerika Serikat, USS Tampa Bay, tiba-tiba menghilang saat menjalankan misi. Situasi tersebut membuat militer Amerika harus mencari tahu apa yang sebenarnya terjadi.
Kapten Joe Glass kemudian mendapat tugas untuk memimpin kapal selam USS Arkansas. Ia bersama awaknya ditugaskan menyelidiki hilangnya USS Tampa Bay sekaligus mencari tahu penyebab insiden tersebut. Misi yang awalnya tampak seperti operasi pencarian berubah menjadi sesuatu yang jauh lebih berbahaya.
Di saat yang sama, sekelompok pasukan Navy SEAL menjalankan operasi rahasia di wilayah Rusia. Mereka melakukan pengintaian terhadap aktivitas militer di sebuah pangkalan yang menjadi bagian penting dari konflik dalam cerita.
Dari operasi tersebut, mulai terungkap adanya rencana kudeta terhadap Presiden Rusia. Jika rencana tersebut berhasil, situasi politik tim redaksi Rusia dan Amerika Serikat dapat berubah secara drastis.
