Godine 1539. malteški su vitezovi namjeravali španjolskom kralju Karlu V. darovati statuu zlatnog sokola ukrašenog rijetkim draguljima. No gusari su presreli galiju te je 'Malteški sokol', čini se, nestao zauvijek... San Francisco, četiri stoljeća kasnije. U detektivsku agenciju Spade & Archer koju zajednički vode Sam Spade i Miles Archer dolazi gospođica Wonderly iz New Yorka tražeći da joj pomognu pronaći nestalu sestru. Iako obojica posumnjaju u njezinu priču, prihvate posao zadovoljni što njihova nova klijentica plaća gotovinom. Kad Archer uskoro bude ubijen, Spade shvati da se upleo u opasan posao pri čemu dozna da je gospođici Wonderly pravo ime Brigid O'Shaughnessey. Istraga ga dovede do dvojice prevaranata Joela Caira (P. Lorre) i Kaspera Gutmana (S. Greenstreet) koji kao i Brigid tragaju za 'Malteškim sokolom'.

Na trinaestom katu nebodera vizionari Douglas Hall (Craig Bierko) i Hannon Fuller (Armin Mueller-Stahl) najnovijom virtualnom tehnologijom na kompjuterskom su čipu stvorili Los Angeles, godine 1937. Fuller otkriva nešto iznimno važno, ali kada primijeti da je u opasnosti, u paralelnom svijetu ostavlja pismo Hallu. Kada se Hall probudi, ne sjećajući se prošle noći, pronalazi krvavu odjeću u svojoj kupaoni, Fullera izbodenog nožem, a on sam glavni je osumnjičeni. Kako bi riješio zločin, Hall započinje potragu za istinom koja ga odvuče u svijet prijevara i ubojstava. Stvarnost i fantazija nastavljaju se ispreplitati, a tanka linija koja ih razdvaja postaje još nejasnija kada Hall upozna prelijepu i zagonetnu Jane (Gretchen Mol). Kako bi pronašao odgovore, Hall mora prijeći granicu stvarnog u kompjuterski simulirani svijet koji je stvorio.

Kad ga nadređeni dovuku natrag u akciju, Ethan Hunt suočava se s dosad najopasnijim protivnikom – sadističkim trgovcem oružjem, Owenom Davianom.

Nakon osobne tragedije i smrti partnerice detektiv krene u borbu protiv opasnih kriminalaca i pokvarenih kolega u opasnom podzemlju Los Angelesa.