Em janeiro de 1964, como conseqüência de uma guerra nuclear, a vida no hemisfério norte havia sido destruída e nuvens carregadas de poeira letal deslocam-se para o hemisfério sul, ameaçando os habitantes da Austrália. O Comandante Dwight Lionel Towers do submarino nuclear americano USS Sawfish, que esteve em missão no Pacífico Sul, durante o conflito, contata a Real Marinha Australiana e é bem recebido no Porto de Williamstown.

Em seguida, o Almirante Bridie designa o jovem Tenente Peter Holmes a se juntar a Towers e à tripulação do USS Sawfish para uma missão de reconhecimento que visa monitorar a radiação mortal que circula o globo, com previsão de chegada à Austrália em cinco meses. Quando Bridie admite que não tem idéia de quanto tempo vai demorar a missão, Peter expressa seu desejo de estar em casa com sua ansiosa esposa Mary e sua filha recém-nascida Jennifer, quando a fatal radiação chegar à Austrália.

Enquanto o USS Sawfish é preparado para a missão, Peter passa o tempo com Mary, que insiste em não discutir os acontecimentos mundiais e viver como se tudo estivesse normal. Quando, em conversa, Peter avisa Mary que convidou Towers para passar o final de semana com eles, ela decide convidar também a animada Moira Davidson. Esta aceita prontamente o convite e se oferece para esperar Towers na Estação Ferroviária. Naquela noite, durante uma festa proporcionada por Peter e Mary, o cientista Julian Osborne, embriagado, comenta que a guerra foi um erro terrível contra o qual a comunidade científica sempre alertou. Mary exige que todos permaneçam esperançosos em relação ao futuro.

Depois da festa, Moira diz a Towers que ela e Julian têm a reputação de bêbados da cidade e pede-lhe detalhes de como o USS Sawfish saiu ileso do conflito. Towers, no entanto, prefere falar de forma otimista sobre sua mulher e seus dois filhos, o que a deixa perturbada, pois acredita-se que toda a população americana foi aniquilada. Continuando a beber muito, Moira lhe pergunta por que a Austrália deve permanecer à espera de uma morte lenta e, em seguida, desaba embriagada.

No dia seguinte, Towers e Peter encontram-se diante de um painel consultivo da Marinha, que admite a possibilidade do tempo ter-se deteriorado o suficiente pelas explosões nucleares, reduzindo a radiação a um nível potencialmente não-letal, poupando a Austrália. Bridie informa Towers e Peter que o USS Sawfish deverá subir o Pacífico, tanto quanto possível, fazendo sucessivas leituras do índice de radiação, a fim de verificar se essa teoria faz sentido. À tarde, Moira visita Towers nas docas, ocasião em que se desculpa por seu comportamento na noite da festa. Para sua surpresa, ela também se encontra com Julian, que lhe revela ter sido convidado para participar da missão do USS Sawfish.

A visita é interrompida por Bridie, que informa Towers de que o Serviço de Comunicações da Marinha conseguiu interceptar uma mensagem telegráfica emanada de San Diego, a qual deve ser investigada. Ao longo dos próximos dias que antecedem a missão, Towers desfruta do tempo com Moira, mas quando esta o questiona sobre sua relutância em se envolver romanticamente, ele explica que ainda não foi capaz de aceitar a morte de sua esposa e filhos, continuando a se sentir um homem casado. Enquanto isso, Peter sente-se cada vez mais ansioso com a perspectiva de deixar Maria e Jennifer por tanto tempo, o que o leva a obter pílulas suicidas fornecidas pelo Governo. Quando ele tenta explicar seu uso à Maria, ela fica horrorizada. Por outro lado, deprimida pelo distanciamento emocional de Towers, Moira visita Julian na véspera da partida do USS Sawfish, a quem revela que se acha apaixonada pelo Comandante.

O USS Sawfish inicia sua missão e depois de vários dias ele sobe à superfície no Pacífico Norte em meio a icebergs. Julian faz leituras dos índices de radiação e os encaminha a Towers com a observação de que os mesmos se acham iguais aos do Pacífico Equatorial. Ao perceber que tal fato invalida a teoria levantada na Austrália, Peter comenta com Julian sobre sua angústia de saber que vai ter que assistir à morte de seus entes queridos. Julian o repreende mostrando que ele teve a grande sorte de amar e ser amado, ao contrário de Moira e dele próprio que só fizeram desperdiçar suas vidas.

Dias depois, o USS Sawfish chega a San Francisco, onde os oficiais mostram-se deprimidos ao inspecionarem as desoladas ruas da cidade. Um dos tripulantes foge com a intenção de morrer em casa. Desejando sorte ao fugitivo, Towers ordena que o submarino siga para San Diego, a fim de descobrir a fonte dos constantes sinais telegráficos. Durante a viagem, os oficiais fazem uma reflexão sobre a guerra, mas ninguém se lembra de como tudo começou. Julian observa que o caminho para a destruição da humanidade teve início quando foi definido que a única forma de manter a paz seria a de acumular um suprimento cada vez maior de armas nucleares. Ao chegar a San Diego, Towers segue o sinal que leva a uma Usina Elétrica e, vestido com uma roupa à prova de radiação, o tenente Sundstrom vai à praia para investigar. Ao explorar a Usina, Sundstrom encontra uma sala vazia onde uma garrafa de refrigerante, presa a um cabo de persiana sob a ação do vento, toca aleatoriamente no equipamento que envia mensagens telegráficas. Aliviado com a descoberta, o USS Sawfish retorna à Austrália.

No rancho de seu pai, Moira aguarda notícias do retorno de Towers. Quando este finalmente chega, ela fica radiante quando ele admite que foi tolice negar seus sentimentos por ela. Um dia depois, Towers recebe a notícia de que Bridie foi promovido a Almirante. Por outro lado, Julian realiza seu sonho de comprar um carro de corrida com o qual planeja concorrer na principal prova do automobilismo nacional. Towers e Moira assistem à corrida e observam com horror a enorme quantidade de pilotos mortos e feridos, mas para surpresa deles, Julian ganha a competição. No final, Towers convida Moira para passar alguns dias juntos na montanha, onde finalmente admite seu amor por ela.