该剧情改编自德米特里 - 波利亚科夫 - 卡廷的同名小说。1943 年夏天，苏联领导人得知德国物理学家在原子弹制造上有所成果。苏联特工弗兰斯 - 哈特曼肩负重任，要获取这种能改变战争走向的新型武器的秘密情报。哈特曼开展了一系列复杂行动，德国情报局长瓦尔特·施伦堡被卷入其中，德国科学天才沃纳·海森堡也进入他的视线。与此同时，盖世太保介入，派“德国外交部”女特工多丽监视哈特曼。在莫斯科，才华出众的物理学家伊戈尔·库尔查托夫正带领团队加紧推进苏联原子弹项目。主创表示创作灵感源自《春天的十七个瞬间》，剧中还有对应的彩蛋。