Red Joan filminde İngiliz doğumlu olan Joan Stanley, Sovyet ve Komünist parti sempatizanıdır. İngiliz devlet memuru olarak görev yapan Joan, 1930’larda KGB tarafından çalıştırılmaya başlar. Bu dönemde nükleer bomba ile ilgili sırları başarılı bir şekilde Sovyetlere taşır. Joan’ın aktardığı bilgiler sayesinde Sovyetler Birliği, batıya ayak uydurarak onlarla atom bombası konusunda yarışır hale gelir. Gerçek bir hikayeden esinlenilerek beyaz perdeye uyarlanan filmde, 50 yıldan fazla bir süredir casusluk yapan Joan Stanley’nin hayatı anlatılıyor. Filmde, tarihteki en etkili casuslardan olan ve bunu uzun yıllar gizlemeyi başaran Joan Stanley’nin, 18 yaşındayken Cambridge’de fizik eğimine başladığı dönemden MI5 tarafından yakalanmasına kadar geçen süreç ve büyük aşkı Leo ile ilişkisi ele alınıyor.