冷战时期的1963年,德国女汽车技师嘉比(艾丽西卡·维坎德饰)的父亲是一个核武器专家。美国CIA特工拿破仑·索罗(亨利·卡维尔饰)因为过去有过罪行而被逼迫执行任务;而苏联国家安全委员会特工伊利亚·柯利亚肯(艾米·汉莫饰)则一直想要摆脱父亲是个贪污分子的羞耻感。索罗和柯利亚肯盯上了同一个目标,他们都怀疑嘉比的父亲正在被纳粹利用,可能在帮助恐怖分子集团制造核武器。两个人都急于建功立业的人都想要抢头功,先找出这个秘密组织,于是互相挤兑看不顺眼,可没过多久就各自接到上级通知说你们两人需要合作完成此项任务。