Pasifik Okyanusu’nun tabanında bir patlama sonucu oluşan tsunami bir Sovyet adasını sular altında bırakır. Adada bulunan okyanus bilimci Alexei Denisov ve köpeği bu felaketten sağ kurtulsalar da patlamayla açığa çıkan radyasyon nedeniyle kısa süre sonra görme yetilerini geçici olarak yitirirler. Alexei Denisov, bu tsunami ile adaya ulaşan, daha önce hiç bilinmeyen bir su bitkisi keşfeder. Yapılan araştırmalarla bu bitkide radyasyona karşı direnme sağlayan, iyileştirici “Atlanti” elementinin var olduğu anlaşılır. Patlama bölgesinde araştırma yapan bir batılı bilim adamı da hayatını kaybetmiştir. Araştırıcılar bu felaketlere neden olan derinlerdeki gizemin peşine düşer. Okyanustaki zararlı enerjinin kaynağını ortaya çıkarmak için derinlere inebilecek özellikte bir deniz altı inşa edilir. Bu keşif sırasında okyanus tabanında bulunduğu sanılan, Atlanti elementi içeren bitki elde edilebilirse bundan hem Alexei Denisov hem de bütün insanlık faydalanacaktır.

Sonsuz Gecenin Sırrı, Sovyet sinemasının ilgi çekici örneklerinden biri. Özellikle Amerikan fantastik bilim kurgu filmlerinin revaçta olduğu bir dönemde, nispeten karanlıkta kalmış Sovyet sinemasının aynı türdeki bir ürünü izlemek oldukça ilginç bir deneyim yaşatıyor. Filmde, Batılı bir araştırmacının İngilizce ses kaydının çözümlenmesi ve Atlanti elementinin Sovyet rejimi tarafından bütün insanlığın yararına kullanılmak için araştırıldığı mesajının verilmesi demir perdeden geçmişte gönderilmiş sıcak bir selam niteliği taşıyor.