Nach einer unglücklichen Jugend beginnt der brillante Mathematiker Alan Turing (Benedict Cumberbatch) während seines Studiums an der Cambridge-Universität, sein volles Potenzial zu entfalten. Schnell gehört er zu den führenden Denkern des Landes, besonders was seine Theorien zu Rechenmaschinen angeht. Genau diese machen auch den britischen Geheimdienst auf das Genie aufmerksam. Nach einem Test, den Alan mit Leichtigkeit besteht, wird er Mitglied einer geheimen Gruppe. Ihre Aufgabe: im Zweiten Weltkrieg die Kommunikation der Deutschen entschlüsseln. Mit Hilfe von Joan Clarke (Keira Knightley) und Hugh Alexander (Matthew Goode) und unter der Leitung von Stewart Menzies (Mark Strong) sowie Commander Denniston (Charles Dance) versucht Alan, den Verschlüsselungsapparat Enigma zu knacken, um an kriegsentscheidende Informationen zu kommen.