Betty (Naomi Watts), seorang calon aktris yang ceria dan berbakat tiba di Los Angeles dan menemukan seorang perempuan misterius Rita (Laura Harring) - yang mengalami amnesia akibat kecelakaan yang terjadi di Mulholland Drive. Betty kemudian membantu Rita untuk mencari tahu siapa dirinya dan apa yang terjadi.

Terluka dan menderita amnesia, Jason Bourne mulai merekonstruksi kembali hidupnya. Namun, ia mendapati banyak orang yang ditemuinya justru menginginkan kematiannya.

Dipaksa keluar dari persembunyian oleh seorang pembunuh, Jason Bourne terdesak masuk ke aliansi rahasia, jebakan, dan aksi saling tembak dalam sekuel memikat ini.