Großbritannien im Jahr 2000: Die 87-jährige Engländerin Joan Stanley (Judi Dench) lebt in ihrem Vorort-Häuschen ein unauffälliges Rentnerdasein. Doch damit hat es ein abruptes Ende, als der MI5 vor der Tür steht und die alte Dame festnimmt, weil sie Geheimnisse an die Russen verraten haben soll. 1938: Als junge Frau studiert Joan (Sophie Cookson) in Cambridge Physik und verliebt sich in den ebenso attraktiven wie manipulativen Kommunisten Leo Galich (Tom Hughes), durch den sie die Welt in einem neuen Licht zu sehen beginnt. Wenige Jahre später arbeitet sie während des Zweiten Weltkriegs für ein geheimes Nuklear-Forschungsprojekt. Und erkennt, dass die Welt im Kräftemessen zwischen Ost und West kurz vor der gegenseitigen Zerstörung steht. Joan muss sich entscheiden, ob sie stark genug ist, ihr Land und ihre Liebe für den Frieden zu verraten.