En dag besöks den pensionerade bibliotekarien Joan Stanley (Judi Dench) av den brittiska säkerhetstjänsten som arresterar henne för spioneri. Alla omkring Joan chockas av att denna stillsamma dam misstänks för att vara en av de mest inflytelserika spionerna i historien. Hur hamnade hon i så radikala kretsar? Vi får följa Joan när hon som ung Cambridgestudent får ett eftertraktat assistentjobb vid ett topphemligt forskningsprojekt kring atomvapen. Joan har lärt känna ryskan Sonya och hennes kusin Leo. Hon imponeras av sofistikerade Sonya och förälskar sig i upproriske Leo, dras in i deras politiska tillvaro och börjar ge dem topphemlig information. Snart ställs hon inför en livsavgörande fråga: Kan man svika sitt land och de man älskar för att rädda dem?