НИИ, работающее на оборонный комплекс Советского Союза, занимается разработкой новейшего оружия. Каждый день сотрудники института боятся нависшей угрозы — возможной термоядерной войны. Главный герой картины Прямая линия — молодой математик Владимир Белов — работает в составе группы по разработке одного из новых видов оружия. Во время его испытания на полигоне гибнут двое военных. Белов едет на полигон разобраться в произошедшем.

Роль математика Белова сыграл актёр советского кинематографа Родион Нахапетов. Интересно, что факты детства и юных лет киноперсонажа Нахапетова режиссёром фильма Юрием Швырёвым взяты из реальной жизни исполнителя главной роли. В тех кадрах фильма, когда проводится аналогия с детством главного героя, использованы детские фотографии самого актёра. Отзывы критиков о творчестве Родиона Нахапетова свидетельствуют в пользу того, что у актёра не было «проходных» ролей. Каждая роль существенна для его творческого роста.

Сама картина поставлена по роману В. Маканина, советского и российского писателя. Владимир Маканин закончил механико-математический факультет, поэтому и сам герой его романа, имеющий математическую специальность — тема, близкая автору.

Чтобы узнать, чем закончилось расследование главного героя, нужно фильм Прямая линия смотреть в качестве на сайте.