Alan Turing trifft die neu rekrutierten Mitglieder des Enigma-Teams in Bletchley Park. Zu ihnen gehören der weltgewandte Hugh Alexander (
Matthew Goode), Schachmeister und Anführer der Gruppe, John Cairncross (
Allen Leech), ein Schotte und nicht allzu begabter Mathematiker, Peter Hilton (
Matthew Beard), ein altkluger Oxford-Student vor dem Vordiplom sowie Furman und Richards, zwei Linguisten. Denniston zeigt den Männern eine sichergestellte Enigma-Maschine. Alan, eher ein verschlossener Einzelgänger, tut sich schwer mit der Zusammenarbeit und wird dafür von Stewart Menzies (
Mark Strong), dem Chef des unlängst erst gegründeten Geheimdienstes MI6, zurechtgewiesen.
Alan reagiert darauf mit einem Brief an Winston Churchill, in dem er seine Unzufriedenheit mit den Gegebenheiten in Bletchley Ausdruck gibt. Daraufhin wird ihm auf Anweisung des Premierministers die Leitung des Enigma-Teams übertragen. Furman und Richards werden von ihm umgehend entlassen. Auch schlägt Alan unkonventionelle Wege ein und rekrutiert mittels eines hochraffinierten Kreuzworträtselwettbewerbs neue Mitstreiter, den ausgerechnet eine junge Frau, die Mathematikstudentin Joan Clarke (
Keira Knightley), gewinnt.
Nachdem die anfänglichen Schwierigkeiten überwunden sind, wird sie ihm zu einer unersetzlichen Freundin und Mitstreiterin im Kampf gegen die Zeit. Alan arbeitet obsessiv, Tag und Nacht, an einer elektromagnetischen Entschlüsselungsmaschine, die er liebevoll ‚Christopher’ nennt. Der Name eines Freundes aus vergangenen Tagen. Doch die Resultate bleiben aus, die Mitglieder seines Teams werden immer ungeduldiger und der Druck von oben wächst. Denniston, der von Anfang an gegen den Bau dieser Maschine war, reißt der Geduldsfaden und er lässt die Maschine abschalten. Alan muss das den Tränen nahe mit ansehen und ist halb verzweifelt, als ihm unerwartet seine Kollegen zu Hilfe eilen und sich solidarisch vor ihn und seine Maschine stellen. Hugh handelt einen weiteren Monat bei Denniston heraus und die Maschine wird wieder zum Laufen gebracht.
Alan ist ihm dafür mehr als dankbar und stürzt sich noch tiefer in die Arbeit, um endlich Ergebnisse zu liefern. Es ist unvorstellbar für den jungen Mann, dass er scheitern könnte. Joan hat derweil mit ganz anderen Sorgen zu kämpfen: Sie ist eine Frau, sie ist unverheiratet und ihre Eltern zwingen sie, ihren Job aufzugeben. Doch Alan braucht Joan. Zusammen sitzen sie jeden Abend vor den zu entschlüsselnden Codes und versuchen ein Schema zu erkennen – erfolglos. Um nicht auch noch Joan zu verlieren, macht Alan ihr einen Heiratseintrag, den Joan erleichtert annimmt. Während der kleinen Verlobungsfeier mit seinem Team und Joans Arbeitskollegen verrät er seinem Kollegen John ein wohlbehütetes Geheimnis, wofür er verhaftet werden kann – er ist schwul. Nicht sonderlich überrascht, rät ihm dieser, es für sich zu behalten und weiterhin eine Rolle zu spielen...