Oscarwinnares Judi Dench (Philomena) schittert als vanouds in Red Joan, een historisch en waargebeurd misdaaddrama over een vrouw die ten tijde van de Tweede Wereldoorlog de geschiedenis voorgoed veranderde.
De Britse Joan (Judi Dench) is in de 80 en leidt een rustig leven, wanneer ze plots wordt gearresteerd voor verraad en spionage. Terwijl ze de ernstige beschuldigingen onder ogen moet komen, blikt Joan terug op haar jonge jaren. Daar blinkt ze uit als ambitieuze twintiger Joan (Sophie Cookson) wanneer ze in de jaren ‘30 natuurkunde studeert aan Cambridge University.
Door een toevallige ontmoeting raakt ze bevriend met de excentrieke Sonya en haar neef Leo. Beide zijn van oorsprong Russisch en nauw betrokken bij de Communistische Partij. Al snel valt Joan als een blok voor de charmante Leo, maar wanneer ze een baan krijgt als assistent bij een geheim staatsproject, verkeert ze in tweestrijd tussen haar idealen en de liefde.