Во время Великой Отечественной войны на вооружение армии СССР поступает современное мощное орудие Л-2. Инженер и изобретатель новинки Леонтьев в обстановке секретности занимается испытаниями орудия прямо на фронте. Секретом его создания живо интересуется вражеская разведка. Фильм «Поединок» снят по мотивам повести «Военная тайна» Льва Шейнина.