PU-239 donosi priču o odanom ocu i mužu (Considine) u postsovjetskoj Rusiji, koji radi u zapuštenoj nuklearnoj elektrani. Nakon što je bio izložen smrtonosnoj količini radijacije pokušavajući spriječiti katastrofu u elektrani, od njega naprave žrtveno janje i suspendiraju ga bez plaće. Kako mu je preostalo još nekoliko dana života i kako se očajnički trudi skrbiti za voljenu ženu (Mitchell) i maloga sina, bez razmišljanja ukrade malu količinu plutonija i krene u Moskvu u namjeri da ga brzo proda. Ulazi u svijet moskovskih mafijaša i ilegalnih trgovaca oružjem te se obraća nesposobnom sitnom krimunalcu (Isaac) za pomoć oko prodaje te opasne robe na crnom tržištu - s potencijalno smrtonosnim posljedicama za cijeli svijet.