Dobbeltspil i Odessa er en politisk thriller og fjerde selvstændige bind i serien med efterretningsagent Maiken Tarp.

I København kæmper Maiken Tarp for at komme sig over sin kærestes død, imens hun forsøger at være en god mor for deres étårige søn. Fra Kiev får hun besked om, at den danske politimand Tomas Tygesen har modtaget en dødstrussel. Mistanken rettes mod en magtfuld ukrainsk oligark og politiker.

Maiken graver i sagen og opdager, at Tomas i al hemmelighed har lokket oligarkens tidligere elskerinde til Ukraine for at skaffe oplysninger om den mistænkte. Maiken Tarp forfølger parret til sortehavsbyen Odessa og langsomt går det op for hende, at ingen af de involverede spiller med åbne kort. Men også Maiken Tarp har sin egen dagsorden.