В центре сюжета сериала "Операция 'Сатана'" - майор милиции Иван Петрович Черкасов, который в начале истории работает обычным участковым после увольнения из МУРа. Действие разворачивается на фоне холодной войны между СССР и США, когда напряженно работают физики-ядерщики и ведется гонка вооружений.
В 1975 году становится ясно, что в Советском Союзе произошла утечка секретной информации о разработке сверхмощной ракеты "Сатана". Это открытие ставит под угрозу национальную безопасность страны. В этой ситуации Черкасов оказывается ключевой фигурой в расследовании, которое ведет КГБ.
Неожиданно для себя участковый милиционер вновь притягивается к работе в МУРе и даже начинает сотрудничать с Комитетом государственной безопасности. Его опыт и навыки необходимы для поимки американского шпиона, который является источником утечки информации.
Главный герой сталкивается лицом к лицу с агентом ЦРУ, известным под кодовым именем "Камень". Черкасову предстоит не только восстановить свое доброе имя и доказать свою причастность к прошлым ошибкам, но и предотвратить дальнейшее распространение секретных данных.
Сериал погружает зрителя в атмосферу шпионских интриг и политической борьбы того времени, демонстрируя сложные моральные дилеммы и риски, с которыми сталкиваются агенты спецслужб во время холодной войны.