«Секретный фарватер», в отличие от большинства советских фильмов о ВОВ, показывает не столь популярные эпизоды морских сражений. В таких декорациях развернется детективный сюжет о тайном маршруте немцев и загадочной подводной лодке, которая по нему следует – без опознавательных знаков, с явно важным заданием. Распутывая ее след, главный герой обнаруживает тайную морскую «тропу», которую нацисты желают использовать в своих целях. Именно эту головоломку должен разгадать мужественный командир торпедного катера по имени Борис Шубин, и она не отпустит офицера и после победоносного завершения ВОВ. Сюжет протекает в двух временных линиях: 1944-1945 годах и уже после окончания войны.

В 1 серии «Секретного фарватер» флотский командир должен обеспечить транспортировку важного груза. В процессе выполнения этого задания юнга находит немецкий подводный маршрут. А сам офицер замечает странную подводную лодку, которой по всем данным там быть не должно. 

Во 2 серии советскому командиру сильно везет. Ведь немцы принимают его за своего, что дает ему шанс не просто выжить, но и как-то добраться до своих. Более того, на борту нацистского подводного судна он замечает нечто интересное. 

В 3 серии командир полон решимости не дать загадочной подлодке уйти. Однако война, как известно, опасное и непредсказуемое дело: любые планы может испортить ранение, смерть или даже ошибочные действия со стороны своих же.

В 4 серии минуло уже несколько лет после победоносного конца ВОВ. И сам Шубин, и бывший юнга идут по жизни своим собственным путем. Однако внезапно в жизни офицера вновь возникает тот остров и тот самый маршрут.

• Фильм создан по мотивам одноименного романа Леонида Платова.
• Сергей Быстрицкий исполняет роли Шурки Ластикова, протеже персонажа Анатолия Котенева, будучи всего на пять лет младше актера.
• Персонаж Шурки Ластикова вдохновлен реальным человеком, пионером-героем Александром Ковалевым, который закрыл пробоину в моторе торпедного катера своим телом, чтобы сохранить судно.
• По сюжету фильма герои сталкиваются с немецкой подводной лодкой модели U-127. Эту модель достать для съемок не удалось: она погибла в 1941 году, поэтому ее роль играет советская субмарина С-376.
• По радио упоминается государственная граница СССР с Норвегией, хотя в то время страны не граничили друг с другом; она была установлена лишь в 1947 году, когда Финляндия передала Советскому союзу часть своих территорий.