故事发生在1963年的德国，时值冷战期间，德国女汽车技师嘉比（艾丽西亚·维坎德 Alicia Vikander 饰）的父亲是一位精通核武器的专家，最近，有证据表情他正在帮助纳粹制造核武器，来达到统一全人类的邪恶野望。
拿破仑（亨利·卡维尔 Henry Cavill 饰）是CIA的特工，他曾经犯过的错误让他的仕途岌岌可危，他必须做出点成绩来证明自己并非无用之才。伊利亚（艾米·汉莫 Armie Hammer 饰）是苏联国家安全委员会特工，他的父亲被政府打上了贪污分子的烙印，为了摆脱父亲带给自己的不良影响，伊利亚必须比其他人更加努力。这样的两个人都想要赶在对方之前将核弹大师捉拿归案。

世界局势波诡云谲，再度出山的邦德（丹尼尔·克雷格 饰）面临有史以来空前的危机，传奇特工007的故事在本片中达到高潮。新老角色集结亮相，蕾雅·赛杜回归，二度饰演邦女郎玛德琳。系列最恐怖反派萨芬（拉米·马雷克 饰）重磅登场，毫不留情地展示了自己狠辣的一面，不仅揭开了玛德琳身上隐藏的秘密，还酝酿着危及数百万人性命的阴谋，幽灵党的身影也似乎再次浮出水面。半路杀出的新00号特工（拉什纳·林奇 饰）与神秘女子（安娜·德·阿玛斯 饰）看似与邦德同阵作战，但其真实目的依然成谜。关乎邦德生死的新仇旧怨接踵而至，暗潮汹涌之下他能否拯救世界？

经历过腥风血雨之后，伯恩（马特·达蒙 饰）和女朋友玛丽（弗兰卡·泼坦特 饰）隐居在印度偏僻的海边小镇，想忘记以前的生活。一天，神秘组织的杀手来到小镇打破了伯恩二人世界的宁静，女友玛丽也在逃亡途中被杀。
为了查出真相，伯恩重新开始战斗，他发现以前工作的中情局开始重新寻找他，自己被卷入了一场刺杀活动中，被人诬陷破坏了中情局的一次情报交易，杀害特工。伯恩别无选择，他只能找到冒充自己的人，才能洗刷清白，为女友报仇。

伊森·亨特（汤姆·克鲁斯饰）和队友们接到了追回三个大杀伤性核武器的任务。眼见任务马上就能完成，但为了挽救其中一位队友卢瑟（文·瑞姆斯饰）的生命，三个核武器被人趁机带走。中情局负责人斯隆女士（安吉拉·贝塞特饰）调来她手下的得意猛将沃克（亨利·卡维尔饰），让他盯着伊森·亨特完成追回核武器的任务。期间，女特工伊尔莎（丽贝卡·弗格森饰）突然出现，伊森·亨特发现，他要面对的并不只是恐怖分子，还有潜藏在政府部门的内鬼。

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）。

时光飞逝，一转眼，艾格西（塔伦·埃格顿 Taron Egerton 饰）已经成长为了一名出色而又可靠的特工，他和蒂尔德公主（汉娜·阿尔斯托姆 Hanna Alström 饰）之间的感情也愈演愈浓，两人眼看着就要携手步入婚姻的殿堂。就在这个节骨眼上，前特工查理（爱德华·霍尔克罗夫特 Edward Holcroft 饰）杀了回来，如今的他效力于一个名为“黄金圈”的贩毒组织，组织头目波比（朱丽安·摩尔 Julianne Moore 饰）是一个邪恶而又野心勃勃的女人。
查理查出了金士曼的所有据点，用导弹将它们全部摧毁。幸存的艾格西和梅林（马克·斯特朗 Mark Strong 饰）千里迢迢远赴美国，向潜伏在那里的联邦特工寻求帮助。波比种植了一种含有毒素的大麻，将它们输送往世界各地，当瘾君子们体内的毒素渐渐发作后，波比以此为筹码，正式向政府宣战。

后斯诺登时代，中情局系统被黑客入侵， 多项特工计划可能泄露。与此同时，中情局还发现了杰森·伯恩和好搭档尼基·帕森斯的踪迹。年轻的网络专家海瑟·李自告奋勇追踪伯恩，而伯恩也在寻找着关于自己身世的惊天黑幕。中情局高官杜威是知晓一切幕后秘密的人，他、海瑟·李和伯恩之间的角力让故事充满悬念，不到最后一刻，就无法了解真正的结局。

资深特工伊森·亨特也有百密一疏时刻，他在接收最新任务时遭到神秘组织“辛迪加”的暗算落入对方手中。辛迪加是一支由全球各地前特工组成的秘密组织，此前一直被CIA视为空穴来风。在对方成员伊尔莎·福斯特的帮助下，伊森逃出生天，并及时向威廉·布莱德汇报了辛迪加确切存在的消息。然而此时布莱德的日子并不好过，他负责的IMF机构因俄罗斯核弹头等事件遭到CIA指控并责令解散。在得知该组织密谋刺杀奥地利总统时，伊森联系上了老搭档班吉·邓恩展开行动，并于谜样女郎伊莎再度相会。接下来的一连串事件中，辛迪加的真面目逐渐揭开，而他们也终于显露出真实的目的……

杰森·伯恩（马特·达蒙 饰）在意大利被人从海上救起，他失去了记忆，除了臀部的瑞士银行帐号之外，他完全没有办法证明自己的身份。
杰森从瑞士银行找到了大量的现金，六本护照，一把枪，同时他发现自己格斗、枪械、和语言等方面的能力，他开始追查自己的身份，并且把陌生女子玛丽（弗兰卡·泼坦特 饰）也卷了进来。两人从瑞士到巴黎，一路上受到神秘杀手组织的追杀，危机重重。
杰森能否化险为夷，找到自己的真实身份？他是否有勇气面对真相？