《莫斯科不相信眼泪》讲述了十七岁的美丽少女卡捷琳娜（薇拉·阿莲托娃 Vera Alentova 饰）假扮教授的女儿参加宴会，并在那里结识了摄影师拉齐克夫（尤里·瓦西里耶夫 Yuri Vasilyev 饰）。两人迅速坠入爱河，然而卡捷琳娜的真实身份曝光后，拉齐克夫无情地抛弃了她，甚至不顾她已经怀有身孕。
面对突如其来的打击，坚强的卡捷琳娜没有就此消沉，而是决定生下孩子，独自将其抚养成人。十六年后，凭借自身的智慧与努力，她已经成为一家工厂的厂长。此时，名叫果沙的男子（阿勒克塞·巴塔洛夫 Aleksey Batalov 饰）走进了她的生活，让她再次感受到爱情带来的心动。然而，卡捷琳娜的身份又一次成为横亘在两人感情之间的障碍。
