Während des Kalten Kriegs: Oleg Penkovsky (Merab Ninidze) ist ein Geheimdienstoffizier der Sowjetunion. Angesichts der zunehmenden Eskalation des Konflikts mit den USA und der impulsiven Natur von KPdSU-Parteichef Nikita Khrushchev (Vladimir Chuprikov) fürchtet Penkovsky einen drohenden Krieg und beschließt zu handeln. Er kontaktiert im Geheimen die amerikanische Botschaft in Moskau. CIA-Agentin Emily Donovan (Rachel Brosnahan) holt schließlich auch den britischen MI6 an Bord, denn sie hat einen Plan: Der unauffällige und harmlose Vertreter Greville Wynne (Benedict Cumberbatch) soll nichtsahnend mit Penkovsky Kontakt aufnehmen. Nach und nach freunden sich die beiden Männer bei gegenseitigen Besuchen in Moskau und London an, doch die westlichen Geheimagenten spannen Wynne auch immer mehr in ihre Ränkespiele ein...