Năm 1951, Trung ương Đảng bí mật cử 21 thanh niên đi học tập về nhiều lĩnh vực khoa học kỹ thuật ở Liên Xô. Điều này thể hiện tầm nhìn chiến lược của Đảng, đứng đầu là Bác Hồ, để sau này họ trở về phục vụ công cuộc kháng chiến và xây dựng đất nước. Phim tài liệu “Câu chuyện bí mật” là những mảnh ghép về sự âm thầm dấn thân phụng sự cho tổ quốc của 21 thành viên trong đoàn LX51 trên mặt trận khoa học kỹ thuật - một mặt trận cam go, khốc liệt không kém gì so với mặt trận chiến đấu trực tiếp với kẻ thù.