《莫斯科不相信眼泪》以苏联莫斯科为背景，讲述了女工卡捷琳娜的传奇人生。卡捷琳娜在工厂夜大学习时，结识了电视台摄影师鲁道夫。鲁道夫以为她是教授女儿，两人相爱，卡捷琳娜也因此怀孕。但真相暴露后，鲁道夫抛弃了她。卡捷琳娜独自生下女儿，一边工作一边抚养孩子，凭借努力从一名普通女工成长为一家工厂的厂长。多年后，她结识了机械师果沙，果沙真诚善良，两人相爱。然而，卡捷琳娜因过去的经历一度不敢接受这份感情。最终，她放下心结，与果沙走到一起，收获了幸福。影片展现了女性的坚韧与成长，也反映了当时的社会风貌。