故事發生在1963年的德國，時值冷戰期間。德國女汽車技師嘉比（艾麗西亞·維坎德飾）的父親是精通核武器的專家，近期證據顯示他正協助納粹制造核武器以達成統治全球的陰謀。CIA特工拿破侖（亨利·卡維爾飾）因過往失誤面臨事業危機，必須通過重大行動證明自身價值。蘇聯國家安全委員會特工伊利亞（艾米·漢莫飾）則因父親被定性為貪污分子，亟需以超額功績洗刷出身污點。兩名敵對陣營的特工在追查核彈大師的過程中展開激烈競爭，最終被迫暫時聯手應對失控的核威脅。隨著調查深入，三人發現所謂納粹核計劃實為跨國犯罪組織借尸還魂的陰謀，他們必須突破歷史恩怨與體制束縛，在柏林墻兩側展開驚險追擊。