В центре повествования в сериале «Тюремный дневник» на — Мария Жукова (Мария Лопатина), российская студентка, отправившаяся в США для обучения. Случайно обнаружив информацию, угрожающую безопасности России, она начинает собственное расследование, которое приводит к её аресту по обвинению в шпионаже. В американской тюрьме героиня сталкивается с одиночной камерой, психологическим давлением, допросами и попытками ФБР склонить её к предательству родины. Параллельно развивается линия детектива Кельвина Хьюза (Иван Федорук), который расследует дело Марии и постепенно начинает сомневаться в её виновности.