Действие разворачивается весной 1945 года, в конце Великой Отечественной войны. Герой фильма Штирлиц, советский разведчик, работающий в центральном аппарате СД, получает задание выяснить, кто из высших руководителей Рейха ведет сепаратные переговоры с Западом.
При бомбежке Берлина погибает радист Штирлица Эрвин Кин. Вторая радистка - Кэтрин, жена Эрвина - попадает в госпиталь, где ее случайно разоблачает гестапо.