Vürstitar Sofka Dolgoruki elu kulges käsikäes XX sajandi suurte muutustega. "Punane printsess" on lugu sellest, kuidas tsaari-Venemaa ja Peterburi õukonna kõige kõrgema klassi plikakesest sai Briti kommunistliku partei liige.

Sofka Zinovieff hakkab uurima oma vanaema meeletut ja skandaalirohket elu, kuhu mahtus boheemlusele kalduv elu pea kõigis Euroopa metropolides, vangilaager Prantsusmaal ja briti teatri suurkuju Laurence Olivier. Päranduseks saadud päevik, mis tegelikult kujutab endast vanaema Sofka kirglikke kirju oma elu suurele armastusele, avab lapselaps Sofka jaoks uksed, mille olemasolust ta varem mitte midagi ei teadnud. Sofka Zinovieff reisib vanaema sünnipaika Peterburi, ja Krimmi, kuhu vanaema lapsena 1917. aasta revolutsiooni eest põgenes. Ta avastab salajased MI5 dokumendid ja külastab Vitteli koonduslaagrit, kus Sofka tegi koostööd Prantsuse vastupanuliikumisega.