Harvey, un investigador privado que duda de sí mismo, planea casarse con su novia hasta que es contratado para resolver un caso de adulterio y descubre que el adúltero está engañando con su prometida. Perdido y abatido, Harvey renuncia a su trabajo y se revuelve con el alcohol y las ocasionales citas a ciegas. Mientras tanto, Katia, una mujer judía de San Petersburgo, llega a Sydney después de responder un anuncio de una agencia internacional de búsqueda de parejas. Pero en lugar de amor, encuentra a su futuro novio muerto a su llegada. Varada en una ciudad extranjera sin nadie a quien recurrir, Katia conoce a Ethan, un hombre casado y el mejor amigo de Harvey. Ethan pronto está planeando encontrar una manera de mantener a Katia en el país sin que su esposa Miriam descubra el asunto, así que le ofrece a Harvey suficiente dinero para comenzar a escribir la novela con la que siempre ha soñado, si acepta casarse con Katia. En medio del caos, la amistad de Ethan y Harvey se pone a prueba y se revelan emociones ocultas entre Harvey y Katia en Russian Doll.
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