1979년 독일연방공화국. ‘피터’와 그의 가족은 직접 만든 열기구를 타고 동독에서 서독으로 탈출을 시도하지만 국경을 200m 남겨두고 열기구는 땅으로 곤두박질 치고, 계획은 실패로 돌아간다. 탈출 시도 흔적을 발견한 비밀경찰국은 전국에 수배령을 내리고, 피터 가족을 뒤쫓는다. 잡히면 온 가족의 목숨이 위험한 상황. 삼엄한 감시 속에 이번엔 친구 ‘귄터’ 부부와 함께 다시 한 번 탈출을 준비하는데…

동독에 거주하는 소아과 여의사 바바라는 출국 신청서를 냈다는 이유로 수도 베를린에서 시골의 작은 병원으로 좌천당한다. 정부의 치밀한 감시와 압박으로 숨조차 쉴 수 없는 나날을 이어가는 그녀에겐 서독에 있는 연인과 서독으로의 탈출만이 삶의 유일한 희망이다. 새로운 직장과 동료, 자전거를 타고 오가며 눈앞에 펼쳐지는 여름날의 아름다운 풍경과 눈부신 햇살, 그녀에게 따뜻하게 다가가는 그 모든 것들은 무의미할 뿐이었다. 하지만 냉담함과 무관심으로 일관하는 바바라를 따뜻하게 배려하는 동료 의사 안드레와 동독 청소년 작업소에서 강제 노동과 학대에 시달리던 어린 소녀 스텔라와 만나 교감하면서 바바라의 마음은 조금씩 흔들리기 시작한다. 꿈에 그리던 탈출을 감행하기로 한 날은 다가오고, 바바라는 누구도 예상치 못한 선택을 하게 되는데..

냉전 시대 스파이 전쟁의 주 무대가 된 베를린, MI6의 요원을 살해하고 핵폭탄급 정보를 담고 있는 전 세계 스파이 명단을 훔쳐 달아난 이중 스파이를 잡기 위해 MI6 최고의 요원 로레인 브로튼(샤를리즈 테론)이 급파된다. 각 국의 스파이들은 명단을 차지하기 위해 혈안이 되고, 로레인 역시 동독과 서독을 오가며 미션을 수행한다. 리스트를 회수하기 위해서는 베를린에 10년 동안 있었던 자신을 믿어야 한다는 데이빗 퍼시벌(제임스 맥어보이)은 어딘가 수상한 구석이 있다. 로레인은 그를 감시하는 1년차 프랑스 스파이 델핀 라살(소피아 부텔라)과 강렬한 끌림을 느끼는데...