1943-ra az amerikaiak azt hiszik, megszabadultak minden náci kémtől. Nem sejtik, hogy a legveszedelmesebb német ügynök még náluk rejtőzik egy Los Alamosban dolgozó kutató feleségeként. Catherine/Katarina arra készül, hogy információt juttasson Németországba a fejlesztés alatt álló atombombáról. Angol nyomozók rájönnek, hogy Katarina gyilkosság árán szerzett új személyazonosságot 1933-ban. Egyetlen brit ügynök, Winterbotham férhet közel azokhoz az információkhoz, amelyeket Katarina Németországba továbbít. Winterbotham megbízatása az, hogy kettős ügynöknek színlelje magát. Azt senki nem sejti, hogy talán valóban erre kényszerül...