Joan Stanley (Judi Dench) nyter en rolig pensjonisttilværelse i en idyllisk landsby. Plutselig banker den britiske etterretningstjenesten, MI5, på døren, arresterer henne og starter en rekke forhør. For Joan skjuler en utrolig hemmelighet: Hun har vært en av de mest innflytelsesrike spionene i historien. På 1930-tallet studerer den unge Joan (Sophie Cookson) fysikk ved Cambridge University, og faller hodestups for den attraktive russiske sabotøren Leo. Gjennom Leo begynner Joan å se hvordan verden balanserer på en knivsegg og må ha hjelp før militærkappløpet går amok. Når hun får jobb i et topphemmelig atom-forskningssenter stilles Joan overfor et umulig valg: Er du villig til å forråde ditt eget land og de du elsker for å redde verden?