Karen Silkwood (Meryl Streep) arbeider på plutoniumfabrikken Kerr-McGee i Oklahoma. Fabrikken skal levere en stor ordre, og ledelsen blir uforsiktig med sikkerhetsrutinene. Arbeidstakernes sikkerhet blir unødig satt i fare. Silkwood slår alarm og tar kontakt med fagforeningen, som ser en gyllen muligheten for pressedekning. Arbeidet som varsler får også konsekvenser hos Silkwoods nærmeste, spesielt kjæresten Drew Stephens (Kurt Russell) og bestevenninnen Dolly Pelliker (Cher).