Die in England geborene Joan Stanley (Judi Dench) studiert in Cambridge Physik und verliebt sich auf dem Campus in den ebenso attraktiven wie manipulativen Leo Galich (Tom Hughes). Durch ihn beginnt Joan das Leben in einem ganz neuen Blickwinkel zu sehen. Sie wird zu einer Sympathisantin der sowjetischen und kommunistischen Partei und viele Jahre später, während des Zweiten Weltkriegs, als Beamtin der britischen Regierung für ein geheimes Nuklear-Forschungsprojekt angestellt. Dabei erkennt Joan, dass das Kräftemessen zwischen Ost und West kurz davor steht, zur gegenseitigen Zerstörung zu führen.

Im Laufe der Zeit gibt sie Atombombengeheimnisse an Russland weiter, was der Sowjetunion wiederum ermöglicht, bei der Entwicklung von Atomwaffen mit dem Westen Schritt zu halten. Über ein halbes Jahrhundert bleibt ihr Leben als Spionin unentdeckt. Im Jahr 2000 führt die mittlerweile 87-jährige Joan in einem Vorort-Häuschen ein unauffälliges Rentnerdasein. Doch das findet ein jähes Ende, als der MI5 an ihre Tür klopft und die betagte Dame festnimmt, weil sie Geheimnisse an die Russen verkauft haben soll. Joans Vergangenheit hat sie wieder eingeholt...