Beim neuesten Auftrag von CIA Agentin Mace (Jessica Chastain) geht etwas schief. Sie kann nicht nur ihren Auftrag eine Festplatte zu beschaffen nicht erfüllen, sie verliert auch noch ihren Partner. Von ihrem Vorgesetzten wird sie wenig später auf eine nicht abgesegnete Mission geschickt, damit sie die Sache auch für sich selbst zu Ende bringen kann. Sie kontaktiert daraufhin zunächst ihre alte Freundin, MI6 und Computer-Expertin Agentin Khadijah (Lupita Nyong’o).
Konkurrenzkämpfe mit der deutschen Undercover-Agentin Marie (Diane Kruger) werden beiseite gelegt und sowohl sie als auch Psychologin Graciela (Penelope Cruz) stoßen mehr oder weniger freiwillig zum Team. Doch sie werden es nicht leicht haben, denn die mächtigen männlichen Drahtzieher, wollen ihre Machtspiele unter sich austragen und die Festplatte ihr eigen nennen, ohne dabei von lästigen Damen gestört zu werden.