Any 1870. El capità Nathan Algren, un veterà de la guerra civil americana, va al Japó amb la missió d'ensenyar els japonesos com funcionen les armes que els venen els americans. La prioritat de l'emperador japonès, que vol modernitzar el seu país, és acabar amb els últims samurais. Katsumoto, l'últim líder d'aquest llinatge, captura el capità Algren, que ha resultat ferit. Durant la convalescència, Algren i Katsumoto establiran una relació que durà l'americà a aprendre el codi d'honor i les tradicions dels antics guerrers japonesos.

Dominika Egorova (Jennifer Lawrence) és reclutada contra la seva voluntat per ser un “pardal”, una seductora ensinistrada del servei de seguretat rus. Dominika aprèn a utilitzar el seu cos com a arma, però lluita per conservar el sentit de la identitat durant el deshumanitzador procés d'entrenament. Trobant la seva força en un sistema injust, es revela com un dels actius més sòlids del programa. El seu primer objectiu és Nate Nash (Joel Edgerton), un funcionari de la CIA que dirigeix ​​la infiltració més confidencial de l'agència a la intel·ligència russa. Els dos joves agents cauen en una espiral d'atracció i engany que amenaça les carreres, les lleialtats i la seguretat dels països respectius.