Moscou, 1947. Alexander Vielski, un jeune Juif originaire de Géorgie, trouve un travail dans un laboratoire caché au coeur de la Loubianka, l'immeuble qui abrite les services secrets. Dans ce lieu sombre, il découvre l'horreur : au nom de la science, ou plus clairement du pouvoir politique, le professeur Maïranovski y teste de nouveaux poisons sur des prisonniers vivants. Alors que la terreur stalinienne se déchaîne aussi contre les Juifs, Alex, communiste convaincu d'oeuvrer contre les ennemis du régime, choisit de fermer les yeux. Des montagnes des Carpates à Batoumi, au bord de la mer Noire, en passant par Leningrad et jusqu'aux confins de l'Ukraine, ses missions vont l'entraîner dans une spirale dangereuse. Mais une rencontre au sein du Cabinet des poisons va faire basculer sa conscience : Anna, une jeune femme mystérieuse dont il va tomber amoureux.
