En 1945, el crucero pesado de la clase Portland USS Indianapolis, bajo el mando del Capitán Charles McVay, transporta partes de la bomba atómica que más tarde sería utilizada para bombardear Hiroshima al final de la Segunda Guerra Mundial. Mientras patrulla en el Mar de Filipinas, el 30 de julio de 1945, el barco sin escolta es torpedeado y hundido por el submarino de la Armada Imperial Japonesa (IJN) I-58, llevándose a 300 tripulantes al fondo del Mar de Filipinas, mientras que el resto escapa del barco y queda varado en el mar durante cinco días sin comida y agua en aguas infestadas de tiburones.

Sin esperanza durante cinco días, la mayoría de los miembros de la tripulación restantes fueron devorados por tiburones o murieron por envenenamiento con agua de mar al beber agua del mar (lo que también causó que algunos heridos murieran por mareos y heridas infecciosas). Otros se alejaron de sus grupos después de alucinar con una isla inexistente, sin volver a ser vistos. En el quinto día, la tripulación sobreviviente fue rescatada por un piloto de avión que los vio por casualidad y solicitó un rescate. Solo 316 sobrevivieron al desastre. Buscando un chivo expiatorio por su propia negligencia, la Marina de los EE. UU. somete a juicio y condena al Capitán McVay por "poner en peligro su barco al no zigzaguear", a pesar de la abrumadora evidencia que respalda a McVay (como tener al ex capitán del submarino I-58 de la IJN testificando en el juicio, lo que demostró que McVay no tenía culpa). Termina con el Capitán McVay suicidándose años después de la tragedia después de ser acosado y atormentado con llamadas telefónicas y correos de parientes enojados y afligidos de los tripulantes fallecidos, así como por los medios de comunicación (principalmente en forma de periódicos, que lo culparon por el hundimiento del barco). En el epílogo de la película, muestran al Presidente Bill Clinton exonerando al Capitán McVay de todos los cargos el 30 de octubre de 2000.

En una subtrama, Mike D'Antonio, miembro de la tripulación del Indianapolis, se enamora de Clara, amiga y interés amoroso de Brian "Bama" Smithwick. Smithwick es compañero de D'Antonio y buzo en el barco condenado. D'Antonio compra un anillo de compromiso antes del viaje a Tinian para proponerle matrimonio a la chica, quien le dice a D'Antonio antes del viaje que espera su primer hijo. Durante una pelea entre dos tripulantes, D'Antonio pierde el anillo y uno de los tripulantes, Alvin, se lo roba. Después de que el barco es destruido, Smithwick y D'Antonio pasan los siguientes días en el mar con el resto de la tripulación, donde D'Antonio sucumbe a graves lesiones en la pierna recibidas en un ataque de tiburones y Smithwick recibe el anillo de compromiso de Alvin. Bama le propone matrimonio a Clara para ayudarla a criar a su hijo, y ella acepta su propuesta.

Mientras los créditos avanzan, dos marineros de la Marina cuentan la presencia de tiburones en las aguas y se muestra metraje real de rescate junto con muchas fotografías de marineros perdidos.