Главная героиня фильма «Чёрная вдова» – Наташа Романофф. Девушка родилась и росла в Советском Союзе.  Во время Второй Мировой семья девушки погибает. Её мать перед гибелью успевает передать дочь в руки советского офицера, который берёт малышку к себе. Наташа растёт умной девочкой и отличается от своих сверстниц, имея потрясающие физические данные. Когда Наташа взрослеет, она решает стать балериной. Ко всему прочему, она хочет изучить боевые искусства. У неё определённо талант, который восхищает её преподавателя.

В скором времени, девушка встречает мужчину и влюбляется в него. Они играют свадьбу. Её муж оказывается одним из самых лучших пилотов. Однако происходит трагедия и супруг Наташи погибает. Смерть любимого в корне меняет судьбу девушки. Она решает  продолжить дело своего супруга, вступив в отряд специализированных оперативников.

Вскоре девушку замечают агенты КГБ и берут на службу в свою команду. Теперь героиня может ознакомиться с различным холодным и огнестрельным оружием. Наташе повезло. Природа наградила её острым умом и привлекательной внешностью. В конце концов, она стала лучшей шпионкой.

Однако учёные решают провести над девушкой эксперимент, вколов ей особую сыворотку, которая, по их мнению, должна улучшить физические данные девушки, а также дать психологическое превосходство над обычными гражданами. Вскоре Наташу предают и на нее начинается настоящая охота. Теперь героиня настроена найти предателя, который очернил её имя.

Возможно, что он подстроил и гибель её супруга?