Действие сериала "Анка с Молдаванки" разворачивается в Одессе в 1970-е годы. Главная героиня - Аня Ксенаки (Екатерина Кузнецова) – девушка из интеллигентной семьи. Она знакомится с Аркадием Сотниковым (Антон Шагин), который, как вскоре выясняется, является главарем одесской банды, промышляющей грабежами.
Но криминальная романтика увлекает Аню. Она влюбляется в Сотникова и вместе с ним начинает планировать преступления, проявляя при этом незаурядные выдумку и фантазию. Сам же Сотников встречи с девушкой грабит только для того, чтобы начать новую жизнь.
Тем временем участившиеся налеты заставляют бросить на поиски их организатора лучшие силы УГРО. В Одессу возвращается Николай Васильев (Станислав Бондаренко) – сын городского начальника уголовного розыска и первая любовь Ани, с которым ее разлучили в юности. Теперь волею судьбы Васильев возглавляет поиски Сотникова.
Николай идет по следу банды, не подозревая, что одним из инициаторов преступлений является Аня, юношеские чувства к которой у него так и не угасли.
Сама она понимает, что любит обоих. Ей приходится жить двойной жизнью и в силу обстоятельств помогать и Васильеву, и Сотникову...