Несмотря на то, что роман был опубликован на Западе в 1968 году и имел огромный успех, отечественный читатель смог легально познакомиться с произведением только в 1990 году. Действие романа происходит в Москве, в декабре 1949 года. Министерству Государственной Безопасности СССР удаётся записать телефонный разговор советского дипломата с работником посольства США, в котором дипломат сообщает американцам подробности подготовки советской разведки операции по похищению деталей производства атомной бомбы.
Для идентификации личности звонившего запись передают в секретный институт, "шарашку", где заключённые инженеры ведут разработку аппарата секретной телефонии, побочно занимаясь темой распознания человеческих голосов. Перед заключёнными Львом Рубиным и Глебом Нержиным стоит непростой выбор: или в кратчайшие сроки выполнить ответственное задание своих тюремщиков, или отправиться из относительно сытой "шарашки" в ГУЛАГ.