Admiral Nelson ist mit seinem neuen, selbst entworfenen, atomaren Forschungs-U-Boot mit einer U-Boot-Bewertungskommission an Bord am Nordpol unterwegs, als ein Meteoritenschauer den Van-Allen-Gürtel zu einem Feuergürtel entzündet. Minütlich wird es auf der Erde wärmer, in zwei drei Wochen wird alles Leben verbrannt sein.
Mit seinem Freund Lucius Emery errechnet Nelson, dass er mit einem seiner atomaren Sprengköpfe den Feuergürtel weit ins All verdrängen kann. Dieser muss allerdings vom Marianengraben aus um Punkt 14.00 Uhr des 29. Augusts abgeschossen werden. 
Die Wissenschaftler auf einer UN-Krisensitzung sind anderer Meinung, vertreten die Ansicht, dass der Feuergürtel durch eine Atomexplosion eher auf die Erde als ins All geschleudert würde und sich schon einen Tag später, am 30. August, bei einer bestimmten Temperatur von selber auflösen würde.
Von seinem Plan überzeugt, eilt Admiral Nelson zurück zu seinem Boot und macht sich um Südamerika herum auf den Weg zum Marianengraben. Die Zeit drängt. Nelson und die Besatzung der "Seaview" sind auf sich allein gestellt – die Verbindungen in die Hauptstädte und zu den Regierungen sind tot.
Zudem muss Nelson feststellen, dass sein Unternehmen durch Morddrohungen und -versuche aus der Mannschaft gefährdet ist. Den meuternden Teil der Mannschaft lässt er auf ein aufgefundenes, durch Wassermangel führerlos gewordenes Schiff übersetzen. Dies veranlasst den eigentlichen Kapitän des U-Boots, am Geisteszustand des Admirals zu zweifeln. Gerade als er diesen auf die Krankenstation zwangsverweisen will, wird das Boot von anderen U-Booten angegriffen. Diese wollen den Admiral stoppen, um den Abschuss der Atomrakete zu verhindern …
Die Welt in Flammen. Und nur ein paar wenige Männer – und zwei Frauen in High Heels und engen Röcken können sie retten. Klingt simpel, aber Irwin Allen nutzt sein Disaster-Movie, um zu beobachten, wie unterschiedlich Menschen unter Druck handeln.
Vordergündig ist da diese Feuergürtel-Katastrophe, die mithilfe einer Atombombe beendet werden soll … vielleicht beendet werden könnte, so genau weiß man das natürlich nicht; und so besonder interessiert sich Allen auch nicht dafür. 
Das merkt man daran, dass der Feuergürtel nur aus einer ganz bestimmten Position zu einem ganz bestimmten Moment erfolgreich beschossen werden kann, obwohl er doch die ganze Erde umschließt – kann man da nicht von jedem Punkt aus schießen? Die Frage stellt der Film dann aber gar nicht erst.
Natürlich gibt es Gegenspieler, Sabotage und im Wasser treibende Minen aus dem Weltkrieg, vor allem aber die UNO – hier wettert ein grimmiger Professor aus Wien gegen den Plan. Nach dessen wissenschaftlicher Alternativmeinung wird sich der Gürtel überhitzen und dadurch selbst zerstören. Dies allerdings erst zwei Tage nach dem irgendwie errechneten Atombomben-Beschuss-Moment. Als der Showdown seinem Höhepunkt entgegen treibt, ist die mögliche Überhitzungstemperatur dann plötzlich ein paar Minuten vor dem Atombomben-Beschuss-Moment. Das entlastet moralisch die Atombombenabschießer, ist logisch aber Quatsch. Das ist komischerweise aber nicht weiter schlimm.
Diese Feuergürtelbekämpfung – und damit letztlich der Feuergürtel selbst – ist Irwin Allens MacGuffin. Zwischendurch erinnert sogar die rotgefärbte Optik unter dem Feuergürtel den Film an Weltraumschiff MR-1 gibt keine Antwort; das ist hier genauso schrecklich wie 1959. Hier aber ist bald klar, dass Irwin Allen die mangelhafte Special-Effekt-Technik hin nimmt, weil er gar keinen SFX-Film drehen wollte.
Denn im Herzen seines Films erzählt er von psychologischem Druck, von Verrat und diskutiert die Frage, wann Meuterei an Bord eines Atom-U-Bootes gerechtfertigt sein könnte. Die Seeleute an Bord der "Seaview" würden ihre prognostiziert letzten Stunden auf Erden gerne bei ihren Familien verbringen, nicht in einer Stahlhülle, die ein Mann befehligt, der einen Rettungsplan verfolgt, den kein zweiter Wissenschaftler unterstützt. Eine Wissenschaftlerin an Bord der "Seaview" attestiert dem Admiral, der sich in dieser Ausnahmesituation seinen Männern gegenüber unverständlich hart geriert und bald Opfer nicht zu klärender Anschläge wird, tatsächlich psychische Aussetzer.
Da kommen auch wir Zuschauer ins Zweifeln, ob eigentlich die eingangs so nahe liegende Lösung die richtige ist und ob nicht vielleicht ein Wahnsinniger hier alles endgültig zerstört. 
Aus dieser Gemengelage zieht der Film seine Spannung: Befehl und Gehorsam in einer existenziellen, apokalyptischen Situation, in der die Basis für Befehl und Gehorsam, nämlich demoktratisch getroffene – politische – Entscheidungen, nicht mehr existieren; darf man da meutern? Wann hört die Soldatenpflicht auf? Dieses Spannungsfeld zieht den Zuschauer in den Bann, dass getragen wird von unterschiedlich ausgerichteten Loyalitäten.
Admiral Nelson und sein Wissenschaftler Lucius sind eines – der in Ehren ergraute Walter Pidgeon (Alarm im Weltall – 1956) spielt halsstarrig den Grandseigneur mit vier Sternen auf der Schulter und Peter Lorre ("In 80 Tagen um die Welt" – 1956; Fahrkarte nach Marseille – 1944; Casablanca – 1942; Agenten der Nacht – 1942; Die Spur des Falken – 1941; M – Eine Stadt sucht einen Mörder – 1931), der als Wissenschaftler einen Hai spazieren führt, bessert mit einfachem Spiel seine Haushaltskasse auf. Des Admirals Sekretärin spielt Barbara Eden als loyale, stumme Schreibkraft, die gleichzeitig – da schwankt die Loyalität – die Verlobte des Captains der "Seaview" ist.
Und dann sind da ein Geistlicher, der den Untergang (herbei)predigt und eben jene Wissenschaftlerin, die dem Admiral Unzurechnungsfähigkeit attestiert, in diesem Personalkarussell aber niemanden länger auf ihre Seite ziehen kann – Joan Fontaine spielt die Zwiespältigkeit ihrer Figur mit einer lässigen Eleganz (Ivanhoe – Der Schwarze Ritter – 1952; Verdacht – 1941; Rebecca – 1940).
Unter diesen menschlichen Dramen spielt der Feuergürtel eine zu vernachlässigende Größe. Gelungene Sequenzen wie der Angriff eines gigantischen Kalmar, der eines Octopusses und eines Hai auf eine Tauchermannschaft wirken da wie eine schöne Dreingabe.