평범한 커리어 우먼 준(카메론 디아즈)은 우연히 공항에서 꿈에 그리던 이상형의 남자 밀러(톰 크루즈)를 만나 함께 비행기에 탑승하게 된다. 하지만 그녀가 잠시 화장실 다녀온 사이 비행기 안을 쑥대밭으로 만들어버린 밀러. 자신을 스파이라고 소개하지만 준은 그의 정체를 믿을 수 없다. 정신을 차리기도 전 그녀를 위협하는 의문의 사람들, 그리고 그녀를 구하기 위해 동에 번쩍 서에 번쩍 나타나는 밀러로 인해 더욱 혼란에 빠져드는 준. 예측할 수 없는 사건, 암살과 배신이 난무하는 가운데 그녀는 밀러를 믿고 따라가야 할지 정보기관의 배신자로 치부해야 할지 고민에 빠져들지만, 이미 자신도 모르는 사이에 그의 비밀 프로젝트에 깊숙히 휘말리게 된 준은 밀러와 함께 전 세계를 누비는 목숨을 건 질주를 시작한다.