Советская подводная лодка "Пионер" становится свидетелем аварии на францзуском теплоходе "Виктуар". Одновременно с этой аварией происходит вторая - в Атлантическом океане терпит крушение советский теплоход "Арктика". На первый взгляд, оба случая - разные. Но экипаж подводной лодки в лице командира Воронцова решают взять расследование случаев на себя. В это же время на подлодке действует предатель Горелов, который должен совершить диверсию на "Пионере". Приключенческий фильм "Тайна двух океанов" основан на одноименном романе Григория Адамова.