Es el año 2000 y Joan Stanley (Judi Dench) disfruta de su retiro en un barrio residencial durante el cambio de milenio. Su apacible vida se ve súbitamente trastornada cuando es arrestada por el MI5, el Servicio de Inteligencia británico, acusada de proporcionar información a la Rusia comunista, y por ser la espía más longeva del KGB en territorio británico. Pasamos a 1938, cuando Joan (Sophie Cookson) es una estudiante de física en Cambridge que se enamora de Leo Galich (Tom Hughes), un joven comunista que le hace cambiar su percepción del mundo. Mientras trabaja en un laboratorio secreto nuclear durante la Segunda Guerra Mundial, Joan llega a la conclusión de que el mundo está al borde de una destrucción garantizada. Joan deberá entonces elegir entre traicionar a su país y a sus seres queridos o tratar de salvarlos.