莱纳•谢尔比（盖伊•皮尔斯 饰）在家遭到歹徒的袭击，妻子被残忍的奸杀，自己脑部也受到严重的伤害。醒来后，他发现自己患了罕见的“短期记忆丧失症”，他只能记住十几分钟前发生的事情，为了让生活继续下去，更为了替惨死的妻子报仇，他凭借纹身、纸条、宝丽来快照等零碎的小东西，保存记忆，收集线索，展开了艰难的调查。

约翰（布拉德•皮特 Brad Pitt 饰）和简（安吉丽娜•朱莉 Angelina Jolie 饰）已经结婚了7年多，生活就像淡水般无味。婚姻就像坟墓，让他们过着死水一潭的生活。然而这仅仅是表象。背后他们各有刺激惊险的职业——约翰和简分属两个不同的秘密杀手机构，但彼此却不知道对方的职业身份。直到他们同时接到一个任务，刺杀目标竟是同一人。身份的真相才开始慢慢揭开。
反复的试探和猜测，简终于不小心说穿了自己身份。于是一场同室操戈不可避免的发生了。但是他们也开始意识到，自己只是组织的一个棋子。而眼前的，是共同生活了7年的爱人。