Картина повествует о подвиге российских ученых, которые отправляются на Шпицберген в составе российско-шведской экспедиции с целью измерения реальных размеров и формы земного шара, ведь на протяжении трехсот лет никому не удавалось решить эту амбициозную задачу. Российскую экспедицию возглавляет молодой астроном Александр Васильев. Ради любви к истине он вынужден оставить в Санкт-Петербурге свою невесту, понимая, что другого шанса может и не представиться.

Бездетные супруги писатель Андрей и художница Ольга удочеряют восьмилетнюю Ксюшу. Директором детского дома, где воспитывалась девочка, оказывается бывшая подруга Андрея Ирена. Она до сих пор страстно любит Андрея и намерена вернуть его любой ценой, пускай для этого придётся разрушить его семейное счастье. Тем временем Андрей сочиняет фантастический роман о темной стороне Петербурга. На страницах его книги город на Неве превращается в фантасмагорический мир, где само время остановилось, а улицы населяют бездушные твари. Внезапно Ксюша попадает в мир «темного Петербурга» из романа Андрея, где встречает таинственного друга Парамона. Героев ждёт немало опасных приключений…