數月前軍情六處一塊記載了潛伏於全世界恐怖組織內部所有特工名單信息的硬盤丟失，而追索硬盤的行動也以失敗告終。在此之後，行動主要負責人M（朱迪·丹奇 Judi Dench 飾）被高層解雇，而軍情六處也遭到慘烈的襲擊，傷亡慘重。為了查到幕後真兇，M召來佯死的傳奇特工詹姆士·邦德（丹尼爾·克雷格 Daniel Craig 飾）。經過一輪嚴苛的特訓和測試，邦德重新服役。在伊芙（娜奧米·哈裡斯 Naomie Harris 飾）和新搭檔Q（本·衛肖 Ben Whishaw 飾）的協助下，邦德追尋著某前CIA特工的蹤跡來到繁華大都會上海。 
在這一過程中，特工的名單不斷泄露，而邦德最新一次的生死冒險也拉開序幕……