《秘密特工》将故事设定在冷战时期的1963年。德国女汽车技师嘉比（艾丽西亚·维坎德饰）的父亲是一名核武器专家。美国CIA特工拿破仑·索罗（亨利·卡维尔饰）因过去犯下的罪行而被迫接受任务；苏联国家安全委员会特工伊利亚·柯利亚肯（阿米·汉莫饰）则始终背负着父亲是贪污分子的羞耻感。一次行动中，索罗与柯利亚肯同时盯上嘉比，怀疑她的父亲正被纳粹势力利用，并可能协助恐怖分子集团制造核武器。两个急于立功的特工都想抢先查出这个秘密组织，因此彼此排斥、处处较劲。然而，他们很快分别接到上级命令，必须放下成见，联手完成这项任务。
