故事发生在1948年左右。俄国一个偏远小镇上的英语老师娜兹达和她并不相爱的军官丈夫生活在一起。娜兹达在丈夫举办的家宴上邂逅了前同事、物理老师多米瑞，他是退伍军人，原来教物理，现在辞职搞发明，寄居村民家，甚至没有粮食定量卡。他醉心于发明一种铸造设备，可以浇铸更大、更长的管子；而娜兹达的丈夫拥护的是院士的方案，这一方案拟参评斯大林奖金，却被多米瑞指为落后，因此娜兹达的丈夫仇视多米瑞，并在家宴上出言嘲弄，多米瑞愤而离去。 他孤身来到莫斯科寻求支持，但在部里组织的专家听证会上却因不是工程师而被嘲笑为外行、异想天开。与会的老教授布斯科是一位谨小慎微的天才，不被当局信任。他把多米瑞接到家里同住，并共同进行研究。娜兹达为多米瑞吸引，卖掉了价值不菲的毛皮大衣，资助多米瑞。 她与丈夫的关系急剧恶化，只身到莫斯科与多米瑞同居。项目一度得到部方的支持，给多米瑞安排了一个工作室及几名助手，娜兹达也加入项目，帮助翻译资料。娜兹达已珠胎暗结。她的丈夫出于一贯的成见，以及夺妻之恨，设计陷害多米瑞。 多米瑞被诬陷泄漏国家机密，入狱服刑，研究成果也付之一炬。娜兹达为多米瑞产下一子。她拿着仅存的一本记录了设备设计方案的笔记本，向当时曾表示支持多米瑞的某高官求助。在高官的安排下，娜兹达带着儿子，与多米瑞隔着监狱的铁窗相望……