故事设定于上世纪60年代，琼斯博士（哈里森·福特 Harrison Ford 饰）即将迎来退休，但来访的故人之女海伦娜（菲比·沃勒-布里奇 Phoebe Waller-Bridge 饰）却打破了他平静的生活，后者希望和他一同寻找能够改变历史走向的宝物“命运转盘”，这也唤起了一段尘封已久的回忆。在二战末期，琼斯曾与纳粹争夺过“命运转盘”。宛如宿命一般，如今他再次被卷入“命运转盘”的争夺，而纳粹的残余势力也卷土重来，觊觎着这件宝物。
影片围绕间谍小说作家叶利·康韦（布莱丝·达拉斯·霍华德 Bryce Dallas Howard 饰）的作品展开。叶利的小说讲述神秘特工阿盖尔（亨利·卡维尔 Henry Cavill 饰）及其瓦解全球间谍集团的任务，而小说中的情节却意外开始与真实间谍组织的秘密行动出现惊人 的一致。在特工艾登（山姆·洛克威尔 Sam Rockwell 饰）的陪同下，叶利带着猫咪阿尔菲（Chip 饰）穿越世界，竭力赶在间谍组织的杀手们行动之前化解危机，此时小说的虚构世界与现实之间的界限开始变得模糊不清。随之而来的是一场跨越全球的冒险。
