《美谍入俄记》的故事从CIA特工伊森·卡特在莫斯科谢列梅捷沃机场被海关扣下开始，他化名能源商人伊万·彼得罗夫，任务是接近俄罗斯新型导弹系统工程师格雷戈里，获取一份绝密图纸。伊森在莫斯科租下一间旧公寓，邻居是记者奥尔加，她专门报道政府腐败，很快盯上伊森，伊森利用她进入能源圈，却在一次酒会上遇见安娜·沃尔科娃，安娜是俄罗斯对外情报局上校维克多·彼得罗夫的助手，冷艳、聪明、枪法精准，她第一眼就看出伊森不是商人，却没有揭穿他。伊森和安娜在莫斯科地铁里互相跟踪，在红场假装情侣躲过巡逻，在圣彼得堡冬宫偷换情报，渐渐产生真感情。维克多怀疑安娜，派她去引诱伊森，安娜却把假图纸交给伊森，让他带回国交差，实际真图纸藏在格雷戈里的旧怀表里。格雷戈里被FSB逮捕，伊森暴露，维克多亲自审问他，用药物逼供，安娜冲进审讯室救走伊森，两人在莫斯科河冰面上逃亡，维克多开枪打中伊森肩膀，安娜用身体挡住第二枪，伊森才知道安娜其实是CIA十年前安插的休眠特工。奥尔加发现伊森身份，本想曝光，却被伊森说服，用她的媒体网络帮他们逃往芬兰。在边境检查站，维克多追上他们，伊森用假护照引开注意，安娜用狙击枪打爆轮胎，两人钻进雪林，维克多放走他们，因为他也不满上级的腐败。第一季结尾，伊森和安娜坐在赫尔辛基机场，伊森问安娜你叫什么，安娜说我的真名是凯瑟琳，但你可以继续叫我安娜。《美谍入俄记》用莫斯科谍战、双面间谍、冬宫追逐和冰面逃亡串成一部又冷又燃的剧，主角名称包括伊森·卡特、安娜·沃尔科娃、维克多·彼得罗夫、格雷戈里、奥尔加、谢尔盖、CIA局长和FSB官员，而《美谍入俄记》最终让人明白，间谍最怕的不是敌人，是爱上不该爱的人，但《美谍入俄记》也告诉观众，有时候背叛国家是因为国家先背叛了你，而伊森和安娜在雪林里互相搀扶的那一夜，比任何情报都真实。