11 декабря 1981 года. В Москве, в своей квартире, убита известная актриса Зоя Федотова. Расследовать преступление поручено капитану Сорокину и майору Пыльнову. Сорокин был знаком с Зоей Алексеевной, так как был одноклассником её дочери Вики. Москва. Пыльнов допрашивает племянника Федотовой. Тот утверждает, что из квартиры ничего не пропало. Также выясняется, что квартира была обработана спецсредством, из-за чего служебно-розыскная собака не может взять след. Похоже, работал профессионал. Пыльнов обращает внимание на то, что пирожные на столе в квартире Федотовой порезаны: неподалеку должен лежать нож, но ножа оперативники не находят.
Ночью в квартире Сорокина раздается звонок Вики из Америки. Она просит Сорокина найти убийц матери. Утром Сорокин докладывает Пыльнову о своих соображениях. Версий много, одну из них предложили товарищи с Лубянки, Зоя Федотова проходила у них как член «бриллиантовой мафии». Также Сорокин предполагает, что Федотова могла быть нежелательным свидетелем. Пыльнов просит Сорокина быть осторожнее: из-за связи с американкой он может лишиться должности и погон. В столовой МУРа, где обедают оперативники, Пыльнов одалживает нож у соседа по столику, чтобы нарезать хлеб. Сорокин узнает в нём нож Вики Федотовой…
Сорокин рассказывает Пыльнову о том, что прочитал в деле Федотовой. В свою очередь Пыльнов выяснил, что вещество, которым обработан пол в доме Федотовой, разработано в их, милицейской, секретной лаборатории. 1928 год. Зою приводят на допрос, затем отправляют в камеру. Отец Зои решается позвонить Менжинскому и попросить его похлопотать за дочку. Зою вновь вызывают на допрос. На сей раз с ней говорит заместитель председателя ОГПУ Ягода. Он готов отпустить Зою, взяв с неё письменное согласие сотрудничать с органами.
1932 год. Зоя снимается в своем первом фильме у режиссёра Сашина-Никольского. Помощник режиссёра другой кинофабрики Альберт предлагает ей роль в фильме Сергея Арсентьева. На премьеру фильма Зоя приходит вместе с родителями, но вскоре в слезах покидает зал. Молодую актрису из фильма «вырезали». 1981 год. Пыльнова беспокоит, что в квартире не найдено никаких следов пребывания посторонних. Племянник Федотовой рассказывает ему о пропавшем ножике — подарке отца Вики, с которым Федотова никогда не расставалась. Пыльнов понимает, что Сорокин прав: нож, увиденный ими в столовой МУРа, скорее всего и есть вещь, пропавшая после убийства Федотовой.
Следователь Пыльнов пытается разобраться, откуда у сотрудников МУРа нож из квартиры убитой Федотовой. Отрабатывая одну из версий, он сам подвергается нападению неизвестных. Москва, 1933 год. Сразу после премьеры фильма Арсентьева Зоя Федотова просыпается знаменитой на всю страну актрисой. Её представляют Сталину, Берия. Зое становится известно о смерти Альберта. Накануне он признается ей в любви и делится опасениями за свою жизнь, так как стал свидетелем убийства своего соседа-антиквара. Ища защиты, Зоя принимает предложение оператора Портера и выходит за него замуж. 1937 год, арестовывают отца Зои.
Москва, 1940-е годы. Зоя становится лауреатом государственной премии. Чтобы освободить из тюрьмы отца, ей приходится просить о помощи Берия. На одном из вечеров Зою знакомят с военным атташе американского посольства капитаном Тейтом. Москва, 1981 год. Майору Пыльнову и капитану Сорокину становится известно, каким образом убийца проник в квартиру к Федотовой. Заниматься этим расследованием становится все опаснее. Пыльнов и Сорокин чувствуют, что за ними установлена слежка. Чтобы разобраться в произошедшем, из Америки прилетает дочь Зои Алексеевны, Виктория. В этот же вечер Пыльнова пытаются убить.
Москва, 1945 год. У Зои завязываются близкие отношения с американским дипломатом капитаном Тейтом. Она влюблена. У неё рождается дочь. Узнав о романе Федотовой и Тейта, органы госбезопасности пытаются склонить Зою к сотрудничеству с ними. Но получают решительный отказ. Зою арестовывают за шпионаж, ей грозит 25 лет тюрьмы строгого режима, а Тейта высылают из страны назад в США. Москва, 1981 год. Пыльнов пытается выяснить, кто хочет его убить. А тем временем между Викой и Сорокиным с новой силой вспыхивают школьные чувства.
Владимирский централ, 1951 год. Зоя Федотова попадает в одну камеру с Лидией Андреевной Руслановой. Впоследствии именно это знакомство поможет Зое выйти из тюрьмы. Спустя 9 лет заключения её дело будет пересмотрено и её признают невиновной. Москва, 1981 год. По данным криминалистической экспертизы, ценности из квартиры Федотовой признаны фальшивкой. Майора Пыльнова отстраняют от ведения дела. Рискуя жизнью, следователям удаётся напасть на след преступников. Подруга матери Вики передает посмертное письмо Федотовой, адресованное дочери. Может быть, оно прольет свет на тайну убийства известной актрисы?!