Film otwiera wystąpienie adwokata w procesie rewizyjnym w sprawie Witolda Pileckiego. Na sali obecne są dzieci rotmistrza, Zofia i Andrzej, i ostatni świadkowie - Tadeusz Płużański oraz Makary i Helena Sieradzcy - wszyscy skazani przez stalinowskie sądy. Z zachowanych świadectw, archiwaliów i ujęć współczesnych Wiśnicka tworzy portret bohatera skazanego w roku 1948 na karę śmierci za działalność szpiegowską i posiadanie broni. Wyrok wykonano 25 maja w więzieniu mokotowskim na Rakowieckiej w Warszawie. Wspomnienia dzieci i przyjaciół bohatera, z których wyłania się obraz człowieka niezłomnego, niezwykle odważnego, nieco introwertycznego, wrażliwego, uzupełniono narracją zza kadru informującą o najważniejszych faktach z jego biografii: działalności harcerskiej w młodości, udziale w wojnie polsko-bolszewickiej, współorganizowaniu Tajnej Armii Krajowej, uwięzieniu w Auschwitz, gdzie Pilecki organizował ruch oporu i skąd przekazywał raporty o ludobójstwie, udziale w powstaniu warszawskim. Po wojnie Pilecki wrócił z Włoch do ojczyzny i rozpoczął działalność, za którą został skazany przez komunistyczne władze. Do zadań Pileckiego i jego współtowarzyszy należało m.in. rozbrajanie ostatnich oddziałów partyzanckich, by uchronić żołnierzy przed aresztowaniami, dotarcie do środowisk młodzieżowych w celu przeciwdziałania indoktrynacji. W ostatniej sekwencji filmu twórcy skrupulatnie odtwarzają przebieg procesu. Film zamyka archiwalne zdjęcie rotmistrza. "Sprawa szpiega Pileckiego" to jeden z kilku filmów, które w latach 90. poświęcono temu bohaterowi ("Witold", 1990, "Ucieczka z Oświęcimia (1998)Ucieczka z Oświęcimia", 1998). Współtworzy nurt dokumentów historycznych o znacznej wartości poznawczej, odkłamujących przeszłość dotąd przemilczaną lub manipulowaną przez komunistyczną propagandę.