1961年，以美苏对抗为代表的东西方冷战进入白热化阶段，作为势均力敌的超级大国，美苏严密关注着对方的核力量和核动向。1960年11月，美国派遣乔治·华盛顿号弹道导弹核潜艇出海巡逻，这种当时最先进的核潜艇可以在苏联海岸悄无声息的潜伏数月，只消片刻就能发射16枚北极星导弹。作为回应，苏联领导人要求本国制造的第一艘弹道导弹核潜艇K－19号立即开始服役，这意味着全体艇员将面临巨大风险，因为艇上搭载的3枚核弹使用的是极不稳定的液体燃料，而且为了保证动力和体积，潜艇的核反应堆超出了安全边际量。1961年7月4日，K－19的核反应堆冷却系统突然发生泄漏事故，一旦情况失控，核反应堆爆炸必将引爆核弹，随之而来的是在该海域造成的严重的生态危机和核污染，而在100公里开外的北约军事基地也会深受波及，在剑拔弩张的冷战时期，这种核爆很可能引发一场核大战。为了化解危机，全艇官兵必须不惜一切代价修复故障，最终，有21人先后因核辐射而丧生。 　　作为《K－19：寡妇制造者》的导演和制作人，凯瑟琳·毕格罗认为根据冷战时期真实事件构建而成的影片故事具备了动作惊悚片的所有元素，在影片开拍前远赴俄罗斯走访K－19号核潜艇幸存者及其家属的毕格罗说：“影片故事具有一种内在的争分夺秒的悬念元素，那就是核潜艇突发足以震惊全世界的核反应堆事故，承受着巨大压力的艇长以其果敢的决断挽救了潜艇及艇员。尤其可贵的是，为了阻止灾难的发生，英勇无畏的年轻艇员甘愿遭受致命的核辐射去维修故障。” 　　为了将K－19号的故事搬上大银幕，毕格罗足足酝酿了5年，在此期间，她进行了广泛而深入的研究。“我们的电影以前所未见的视角审视了苏联潜艇部队的勇猛、勇气和英雄气概，”毕格罗说，“这是一个讲述普通人在危急情形下成为英雄的迷人故事，记录下他们勇于牺牲的崇高精神正是我们拍摄本片的主要动机。” 　　由于片中的苏联军官和艇员角色多达50个，而苏联又是一个多民族融合的超级大国，所以为了呈现出特征各异的面孔，毕格罗决定从加拿大、冰岛、英国、俄罗斯和好莱坞招募演员，组建出非比寻常的国际化阵容。扮演艇长沃斯特里科夫的哈里森·福特相信本片在好莱坞是难得一见的，他说：“这个故事中没有善恶之争，也没有政治，我们的目的是让观众感激K－19号的乘员，形形色色的他们在关键时刻齐心协力、用英勇无私的行动履行了军人的职责。” 　　本片于2001年2月在莫斯科开拍，幸运的是，由于冷战后的俄美关系逐渐缓和，所以剧组获准在政府大楼内部和公共区域取景，并且得到了俄罗斯军方的大力协助。此外，一位前苏联潜艇艇长也参与了影片拍摄，与剧组的海军技术顾问一道确保相关情节的真实可信。为如实呈现出潜艇内景，剧组美工部门精确复制出10个潜艇舱室，除了无处不在的俄语标识和迷宫般的管线外，甚至连最细小的把手和刻度盘都与实物别无二致。因为当年整套的海军餐具已经无处可寻，所以两位艺术指导不惜委托一家多伦多的公司制作出全部餐具。 　　虽说细致入微的舱室布景精准绝伦，可内景毕竟无法替代外景，重现出K－19号核潜艇的巨大身躯也同等重要。考虑到真正的K－19已经废弃到无法修复，制片方决定寻求一艘替代潜艇，最终，制作人西格扬·西弗瓦特森借用了正在佛罗里达州圣彼得堡市展出的一艘老式苏联潜艇。他回忆说：“这非常让人困惑，当我在电话中告诉别人我在圣彼得堡时，他们肯定不会知道我是在俄罗斯的圣彼得堡还是在佛罗里达的圣彼得堡，后来经过协商，我们将潜艇从佛罗里达拖拽到加拿大海域，不过在正式开拍前，我们必须克服很多困难。”虽然这艘潜艇小于K－19而且级别不同，可经过艺术指导的精心改造，出现在观众眼前的核潜艇俨然就是昔日的K－19。