Die in England geborene Joan Stanley studiert in Cambridge Physik und verliebt sich auf dem Campus in Leo Galich. Durch ihn beginnt Joan das Leben in einem ganz neuen Blickwinkel zu sehen. Sie wird zu einer Sympathisantin der sowjetischen und kommunistischen Partei. Viele Jahre später, während des 2. Weltkriegs, wird sie als Beamtin der britischen Regierung für ein geheimes Nuklear-Forschungsprojekt angestellt. Dabei erkennt Joan, dass das Kräftemessen zwischen Ost und West kurz davor steht, zur gegenseitigen Zerstörung zu führen. Im Laufe der Zeit gibt sie Atombombengeheimnisse an Russland weiter. Über ein halbes Jahrhundert bleibt ihr Leben als Spionin unentdeckt. Im Jahr 2000 führt die mittlerweile 87-jährige Joan ein unauffälliges Rentnerdasein. Doch das findet ein jähes Ende, als der MI5 an ihre Tür klopft und die betagte Dame festnimmt, weil sie Geheimnisse an die Russen verkauft haben soll....

Im Jahr 1968 nimmt der Geschäftsmann und Hobbysportler Donald Crowhurst (Colin Firth) an einer Solo-Segelregatta teil, mit dem Ziel, einen Rekord für die schnellste Umsegelung der Erde aufzustellen. Doch das ist nicht seine einzige Motivation, denn beim renommierten Sunday Times Golden Globe Race lockt ein stattlicher Gewinn, mit dem er die schwächelnden Finanzen seiner Firma aufbessern und sich, seiner Frau Clare (Rachel Weisz) und den gemeinsamen Kindern (Eleanor Stagg, Kit Connor) ein besseres Leben ermöglichen könnte. Am 31. Oktober sticht Crowhurst in See, allerdings ist sein selbstentworfenes Boot noch unfertig und der unerfahrene Segler hat schon zu Beginn Probleme. Um sich nicht gänzlich lächerlich zu machen, beschließt er, zu betrügen und so an das Preisgeld zu gelangen. Am 29. Juni 1969 gibt er ein letztes Mal eine falsche Position an - und gilt danach als verschwunden...

Im Jahr 2045 spielt sich das Leben vieler Menschen auf der heruntergekommenen Erde zum größten Teil nur noch in der OASIS ab. Das ist eine vom ebenso genialen wie exzentrischen Programmierer und Web-Designer James Halliday (Mark Rylance) erfundene virtuelle Welt, die mehr als die düstere Realität zu bieten hat. Die meiste Zeit seines jungen Lebens verbringt auch der 18-jährige Wade Watts (Tye Sheridan) damit, mit seinem Avatar Parzival in diese Welt einzutauchen und zu versuchen, die Aufgaben zu lösen, die Halliday vor seinem Tod in der OASIS hinterlassen hat. Demjenigen, der als erster alle Herausforderungen meistert, winkt nämlich unermesslicher Reichtum und die Kontrolle über die OASIS. Bislang sind Wade und seine Freunde zwar stets schon an der ersten Aufgabe gescheitert, doch sie geben nicht auf - ebenso wenig wie der skrupellose Konzernchef Nolan Sorrento (Ben Mendelsohn), der sich OASIS unbedingt unter den Nagel reißen will...