Wanneer een geheim wapen in de verkeerde handen valt, moet CIA-agent Mason ‘Mace’ Brown (Jessica Chastain) de handen ineenslaan met de rivaliserende Duitse agent Marie (Diane Kruger), voormalig MI6-bondgenoot en computerspecialist Khadijah (Lupita Nyong’o) en de Colombiaanse psycholoog Graciela (Penélope Cruz). Op hun levensgevaarlijke, halsbrekende missie om het wapen terug te vinden moeten ze een stap voorblijven op de mysterieuze Lin Mi Sheng (Bingbing Fan) die al hun bewegingen volgt. Terwijl de actie hen over de hele wereld brengt, van de cafés in Parijs en de markten van Marokko tot het glamoureuze Shanghai, sluit het viertal een kwetsbaar verbond dat de wereld kan redden of hun einde zal worden.