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Der Film greift das erschütternde Schicksal der Menschen an Bord der "Wilhelm Gustloff" auf, die am 30. Januar 1945 versuchte, tausende Flüchtlinge vor der anrückenden Roten Armee in Sicherheit zu bringen. Nach der Torpedierung durch ein sowjetisches U-Boot sank das Schiff in etwas mehr als einer Stunde. Über 9000 Menschen kamen dabei in der eiskalten Ostsee ums Leben, nur etwas mehr als 1000 Menschen überlebten. Es war die größte Schiffskatastrophe in der Geschichte der Seefahrt.

Gotenhafen, 1945. Zehntausende Menschen sind auf der Flucht vor der heranrückenden Roten Armee in der Hafenstadt gestrandet. Der junge zivile Fahrkapitän Hellmut Kehding (Kai Wiesinger) erhält den Auftrag mit der "Wilhelm Gustloff" etwa 1.500 Wehrmachtsangehörige und soviele Flüchtlinge wie möglich nach Kiel zu bringen. Unter den Flüchtlingen sind Lilli Simoneit (Dana Vávrová), ihr 16-jähriger Sohn Kalli (Willi Gerk) und die hochschwangere Marianne (Anja Knauer). Sie hoffen wie Tausende andere auch, mit der Gustloff in Sicherheit zu gelangen. In Gotenhafen trifft Hellmuth Kehding auch seine große Liebe Erika Galetschky (Valerie Niehaus) in Gotenhafen wieder. Sie arbeitet als Marinehelferin unter dem strengen Regiment von Berta Burkat (Ulrike Kriener) in der Flüchtlingsaufnahme. Hellmuth setzt nun alles daran, auch sie aufs Schiff zu bringen.
Doch Hellmuth Kehding ist nicht der einzige, der auf der "Wilhelm Gustloff" etwas zu sagen hat. Schnell gerät er mit dem militärischen Transportleiter, Korvettenkapitän Petri (Karl Markovic), aneinander. Petri drängt auf ein vorzeitiges Auslaufen, um seine U-Boot-Männer schnellstmöglich zum Fronteinsatz nach Kiel zu bringen. Ohne ausreichenden Geleitschutz muss die Gustloff ins Ungewisse fahren. Noch beim Ablegen am Mittag des 30. Januar gelangt ein abgefangener, dubios verschlüsselter Funkspruch an Bord. Die Schiffsführung fürchtet einen Anschlag und lässt alle Decks nach Sprengsätzen und möglichen Saboteuren durchsuchen. Als dann eine zweifelhafte Kollisionswarnung auf der Kommandobrücke eingeht, kommt es endgültig zum Eklat: Gegen Hellmuts Willen lässt Korvettenkapitän Petri die Positionslichter setzen. Hellmut scheitert an der Anmaßung seiner Kollegen - drei Kapitäne sind zwei zu viel. Als ihm das Kommando entzogen wird, versucht er noch die Herkunft des Funkspruches zu klären und die unter Druck geratene Erika zu schützen, doch da sind die Positionslichter schon von einem russischen U-Boot entdeckt worden und die nächtliche Katastrophe in der eisigen Ostsee ist nicht mehr aufzuhalten…