Le spectateur va suivre dans douze épisodes l’histoire de Stierlitz, l’agent soviétique infiltré le SD. L’histoire se déroule le dernier printemps de la guerre et Stierlitz a pour mission de chercher qui, parmi les dirigeants nazis pourraient entamer des négociations avec l’Occident pour signer une paix séparée et après avoir trouvé cette personne, obtenir des informations sur les pourparlers s’ils ont déjà lieu. Les informations qui seront décisives dans les derniers jours de la guerre.
Sa mission ne manque pas de danger, il risque d’être démasqué, il perd son contact avec Moscou et le chef de la gestapo l’accuse d’être le résident russe. Alors comment pourra-t-il remplir son devoir malgré toutes ces difficultés ?
Episode 1
Le premier épisode commence le 12 février 1945 et le narrateur introduit tout de suite le spectateur dans le contexte historique : « Nous allons vous raconter quelques évènements du dernier printemps de la guerre. Dans trois mois le fascisme sera vaincu. On combat aujourd’hui sur l’Oder, à Budapest, en Poméranie. Nous ne parlerons que de 17 jours de ce printemps. »
C’est dans ce premier épisode que nous allons connaître les différents visages du héros de l’histoire : M. Bolzen, ingénieur en chimie, Max Otto von Stierlitz, Standartenführer SD et finalement son véritable identité, Maxim Maximovitch Issaïev.
La véritable histoire du film commence dans le bunker où Hitler prononce un discours sur la coalition des Alliés et qu’il voit déjà brisée. Le chef direct de Stierlitz, Schellenberg est présent, il écoute attentivement le führer. Plus tard, dans l’Office Centrale de Sécurité du Reich il regarde les actualités cinématographiques avec Himmler et lui fait mention de la nécessité de chercher le dialogue avec l’Occident.
Stierlitz étudie le dossier d’un détenu, le pasteur Schlag, il va l’emmener au restaurant pour dîner ensemble. Le pasteur Schlag a été arrêté il y a plus de six mois, il est un homme honnête et intelligent, ce qui va se révéler pendant sa discussion avec Stierlitz. Il ne veut pas s’identifier avec le régime, et malgré son arrestation il n’a pas peur de le dire ouvertement à Stierlitz.
Pendant que Stierlitz travaille pour recruter le pasteur, une enquête sera ouverte sur lui parce que sa personne est liée indirectement à l’échec de l’opération de représailles contre Cracovie.
Stierlitz rentre chez lui à Babelsberg, il reçoit enfin un message par la radio Moscou, un message qu’il attendait depuis six jours. Après l’avoir déchiffré, il prend connaissance de sa mission qui est destiné à Youstas de la part d’Alex.
Et c’est alors que le spectateur est introduit dans le secret de Stierlitz, qu’il croyait jusqu’alors être un officier nazi : « Alex était le dirigeant des renseignements soviétiques, et Youstas, c’était lui, le Standartenführer SS Stierlitz, connu à Moscou comme étant le colonel Maxime Maximovitch Issaïev, seulement par le haut commandement. »
Episode 2
Stierlitz commence à réfléchir à la réalisation de sa mission, il ignore comment et pourquoi elle a été préparée à Moscou bien entendu, mais il essaie de deviner tout de suite qui serait la personne qui pourrait être derrière des prises de contact avec l’Occident. Pour visualiser les possibilités il fait des caricatures sur les quatre personnes dont il pense qu’elles ont assez de pouvoir de chercher la paix avec les occidentaux : Göring, Goebbels, Bormann et Himmler.
Stierlitz continue son travaille dans le SD et il organise l’infiltration de son agent de la gestapo, Klaus chez le pasteur Schlag. Il veut savoir pourquoi le pasteur est-il allé en Suisse et quel est son rôle dans le mouvement pacifiste, et en dehors de ces sujets, Stierlitz veut également connaître la réaction du pasteur au fait que Klaus se fait passer pour un communiste.
Pendant que Klaus fait son travail chez le pasteur et Stierlitz analyse la situation de Göring et Goebbels, l’enquête sur lui avance : Müller, le chef de la gestapo a reçu l’ordre de la part de Kaltenbrunner de vérifier le travail de Stierlitz pour les deux ans précédents. Même s’il sympathise avec Stierlitz il a des soupçons sur lui.
Stierlitz reçoit son agent, Klaus qui est de retour de chez le pasteur, ils écoutent ensemble l’enregistrement qu’il a réalisé sur sa conversation avec le pasteur. Ils ont fait un débat philosophique sur l’homme mais le pasteur n’a pas voulu parler de ses relations en Suisse à Klaus. Stierlitz essaie de comprendre les motivations de Klaus, son but, finalement il décide de l’écarter. Stierlitz lui dicte une lettre, dans laquelle Klaus soi-disant demande une semaine de congé et après, il le conduit dans la forêt disant que Klaus va passer quelques jours dans une planque qui se trouve dans les bois – et il l’exécute.
Episode 3
Stierlitz se rend à l’enterrement de son ami, le professeur Pleischner, médecin qui était son compagnon dans la lutte contre les nazis, et il observe le frère de son défunt ami.
Dans l’épisode précédent Stierlitz analysait la situation de Göring et Goebbels et finalement il a estimé que ni l’un ni l’autre n’avait pas assez de pouvoir pour négocier avec l’Occident. Il continue à réfléchir à sa mission en analysant Himmler et il trouve que c’est l’homme qu’il cherchait, l’homme qui a l’influence nécessaire dans la hiérarchie nazi, dans le pays pour négocier une paix avec l’Occident.
Il se rend chez Erwin et Käte, ses opérateurs radio pour envoyer un message à Moscou en demandant l’autorisation de prendre le contact avec Himmler et obtenir une mission de lui pour qu’il puisse observer de près les événements. Mais avant de se rendre avec Erwin dans la forêt pour envoyer ce message Stierlitz leur partage ses craintes parce que Käte est enceinte et il voudrait qu’ils aillent en Suède pour l’accouchement. Devant le refus de Käte qui ne veut pas laisser Stierlitz sans contact, Stierlitz propose qu’ils prennent une décision le lendemain.
Pendant ce temps Müller confie le dossier du pasteur Schlag à Eismann pour qu’il vérifie le travail de Stierlitz avec le pasteur et pour qu’il en écrive un rapport positif.
Plus tard Müller confie le dossier du physicien Runge à Holtoff pour qu’il vérifie le travail de Stierlitz dans cette affaire et Müller espère que Holtoff va faire un rapport négatif.
Et pour que l’enquête soit complète Müller reçoit un agent de filature et lui confie de suivre chaque pas de Stierlitz.
Episode 4
Le chef des renseignements soviétiques lit le message de Stierlitz et il interdit catégoriquement à Stierlitz de prendre le contact avec Himmler. Stierlitz se rend de nouveau chez Erwin et Käte puisqu’il a demandé la réponse par le canal d’Erwin mais la maison de ses contacts a été bombardée, il ne peut que constater la perte de ses amis.
Il ne sait pas que Käte est en vie, elle est en train d’accoucher son enfant mais moitié inconsciente elle crie en russe, dont Stierlitz avait peur, c’est pour ça qu’il voulait que Käte accouche en Suède. Käte ne sait rien de ce qui s’est passé, elle était inconsciente avec un traumatisme crânien. Les infirmières appellent la gestapo et un faux agent d’assurance arrive pour interroger Käte. Il se montre très gentil avec elle, mais elle est méfiante.
Pendant ce temps le général Karl Wolff sort du bureau de Himmler et part pour sa mission à Berne. Après son départ Himmler fait venir Schellenberg, il l’accuse l’avoir forcer à faire ce pas. Schellenberg garde son sang-froid et propose plusieurs couvertures en cas d’échec, parmi lesquelles figure une mission pour le pasteur Schlag qu’il veut envoyer à Berne pour détourner l’attention de l’opération de Wolff et il veut plus tard sacrifier le pasteur pour protéger Wolff.
Le faux agent d’assurance continue son enquête sur Käte.
Stierlitz suit sa logique et puisqu’il ignore l’interdiction de Moscou, il cherche le contact avec Himmler pour lui « dénoncer » que certaines personnes cherchent le contact avec l’Occident. Il lui a écrit une lettre et a demandé une audience et il est déjà dans la salle d’attente de Himmler quand Schellenberg arrive et insiste qu’il veut lui parler. Il n’a donc pas occasion de parler avec Himmler. Schellenberg lui dit qu’il veut activer le pasteur et l’envoyer à Berne. Il souhaite également que le pasteur Schlag perde sa vie après cette mission et c’est Stierlitz qui doit préparer l’opération.
Après cette discussion Stierlitz retourne dans son bureau et brûle la lettre qu’il avait écrite à Himmler et qui était tout le temps dans son dossier pendant que Schellenberg lui a expliqué la mission de Schlag.
Il sort du bâtiment pour réfléchir et il décide d’utiliser le pasteur contre ceux qui l’envoient à Berne. Mais il pense aussi qu’il a besoin quelqu’un d’autre aussi pour reprendre le contact avec Moscou. La troisième chose dans laquelle il prend une décision c’est qu’il ne va plus chercher le contact avec Himmler, il se doute de ce que c’est exactement Himmler qui est derrière les prises de contact avec les occidentaux.
Eismann étudie le dossier du pasteur Schlag, il comprend que c’est à cause de ses relations que les renseignements s’occupent de lui. Plus tard il écoute l’enregistrement sur l’interrogatoire du pasteur que Stierlitz menait neuf jours après leur dîner. Le pasteur accepte de travailler pour Stierlitz mais il n’existe aucun document écrit de ce fait. Il apprend qu’un agent a été placé chez le pasteur mais comme il n’y a ni rapport sur son travail, ni enregistrement, Eismann ordonne de retrouver l’agent en question.