Шпионский приключенческий детектив. Сюжет фильма «Меченый атом» разворачивается в послевоенное время. Западная разведка засылает в СССР своего агента Стальгера. Его задача: выявить оборонную мощь страны. В достижении цели Стальгер намерен использовать людей, вставших на путь предательства в годы войны и теперь скрывающихся от правосудия. В числе «избранных» — бывший каратель, а ныне практикующий врач Раскольцев и Шкаликов, бежавший не только от расправы, но и от собственной семьи. Действия агента контролируют чекисты.