奥斯丁（埃米尔·赫斯基 Emile Hirsch 饰）和父亲汤米（布莱恩·考克斯 Brian Cox 饰）同为镇上的验尸官，某天晚上，刑警谢尔顿（迈克尔·麦克埃尔哈顿 Michael McElhatton 饰）送来了一具无名女尸，希望汤米和奥斯丁能够在天亮之前弄清楚她身上的秘密。
奇怪的是，这具女尸身上没有任何的淤青或伤口，然而她的内脏和骨骼却伤痕累累，很显然生前遭到了残酷的虐待。在解剖的过程中，难以用科学解释的谜团越来越多，挑战着汤米丰富的经验和好奇心，而屋外忽然降下的暴雨亦给这个不平凡的晚上带来了一丝阴森的气氛。行踪诡异的人影，忽近忽远的脚步，似真似幻的可怕光景，很快，父子两人便发现，他们要做的最重要的事情并不是解开女尸之谜，而是尽快的逃离她，逃得越远越好。

哈里（科林·费斯 Colin Firth 饰）是英国秘密特工组织金士曼中的一员，某次行动中，他的战友不幸牺牲，哈里将一枚徽章和一个电话号码交给了战友年幼的小儿子艾格西（亚历克斯·尼科洛夫 Alex Nikolov 饰），叮嘱他将来如果遇到了什么麻烦可以拨打这个号码，然而，这样的机会只能使用一次。
一晃眼十七年过去，破碎的家庭让艾格西（塔伦·埃格顿 Taron Egerton 饰）成长为了一个整日无所事事的小混混，某日，因为违反交通规则而遭到逮捕的艾格西使用了手中珍贵的号码，赶来的哈里在艾格西玩世不恭的外表之下发现了他善良的本质和极高的天赋，于是，哈里决定将艾格西培养成为新一代金士曼，他们需要共同面对的是强大而又邪恶的亿万富翁瓦伦丁（塞缪尔·杰克逊 Samuel L. Jackson 饰）。

数月前军情六处一块记载了潜伏于全世界恐怖组织内部所有特工名单信息的硬盘丢失，而追索硬盘的行动也以失败告终。在此之后，行动主要负责人M（朱迪·丹奇 Judi Dench 饰）被高层解雇，而军情六处也遭到惨烈的袭击，伤亡惨重。为了查到幕后真凶，M召来佯死的传奇特工詹姆士·邦德（丹尼尔·克雷格 Daniel Craig 饰）。经过一轮严苛的特训和测试，邦德重新服役。在伊芙（娜奥米·哈里斯 Naomie Harris 饰）和新搭档Q（本·卫肖 Ben Whishaw 饰）的协助下，邦德追寻着某前CIA特工的踪迹来到繁华大都会上海。
在这一过程中，特工的名单不断泄露，而邦德最新一次的生死冒险也拉开序幕……