Hösten 1948 blir 27-åriga Lilian Ceder kär i en bohemisk och charmerande journalist, som hon träffat på ett möte i Luleå Folkets hus. Han är redan gift och de börjar umgås i smyg.   

Tre och ett halvt år senare ringer två konstaplar från säkerhetspolisen på hemma hos henne på Artillerigatan på Östermalm i Stockholm, och ber henne att följa med till högkvarteret i Gamla stan. 

Snart är »Röda Lilian« häktad som en av huvudpersonerna i 1950-talets största och mest uppmärksammade spioneriprocess, Enbomaffären, som börjar med en egendomlig bekännelse en blöt julaftonskväll.  

Själv anser hon sig vara oskyldig, om spioneri vet hon inte ett dyft. Men enligt polis, åklagare och domstol har hon tillsammans med den övriga ligan medverkat till att viktiga svenska försvarshemligheter hamnat i Stalins Sovjet.  

Än idag är Lilian Ceder den enda svenska kvinna som i fredstid dömts för spioneribrott.  

Kring det gåtfulla fallet rådde länge strängast möjliga sekretess. Alla hemligstämplar har dock nyligen hävts, och författaren och journalisten Mats-Eric Nilsson kan nu berätta hennes spännande historia i sin helhet. Utöver Säpoakter, polisförhör och många andra dokument har han fått ta del av ett unikt privat material, och tecknar i Fröken Ceders hemlighet ett gripande kvinnoöde i skuggan av kalla kriget.