数月前军情六处一块记载了潜伏于全世界恐怖组织内部所有特工名单信息的硬盘丢失，而追索硬盘的行动也以失败告终。在此之后，行动主要负责人M（朱迪·丹奇 Judi Dench 饰）被高层解雇，而军情六处也遭到惨烈的袭击，伤亡惨重。为了查到幕后真凶，M召来佯死的传奇特工詹姆士·邦德（丹尼尔·克雷格 Daniel Craig 饰）。经过一轮严苛的特训和测试，邦德重新服役。在伊芙（娜奥米·哈里斯 Naomie Harris 饰）和新搭档Q（本·卫肖 Ben Whishaw 饰）的协助下，邦德追寻着某前CIA特工的踪迹来到繁华大都会上海。
　　在这一过程中，特工的名单不断泄露，而邦德最新一次的生死冒险也拉开序幕……

　　一天，美国太空船遭到了不明飞行物的攻击，美方怀疑是苏联的阴谋，目的是想独霸太空。美方测出了不明飞行物的降落地点是在日本，于是英国军方派出007（肖恩•康纳利 Sean Connery 饰）前往日本替美方调查此事。由于007的身份特殊，直接进入日本容易被敌人察觉。为了掩人耳目，007先是在香港假死，然后用新的身份进入了日本。另一方面，苏联的太空船也受到攻击，苏联同样认为是美国的阴谋。007在经过一番调查之后，发现整个阴谋的幕后主脑竟然是日本一家化学公司！007能否及时粉碎它的阴谋，化解误会？

特工斯特拉顿（多米尼克·库珀DominicCooper饰）的同事马蒂（泰勒·霍奇林TylerHoechlin饰）在一次任务中不幸丧生。斯特拉顿就此得知一名叛逃了的前苏联特工巴罗夫斯基（托马斯·克莱舒曼ThomasKretschmann饰）拥有一批极为危险的生化武器，如今，他企图用这批生化武器来事实他的复仇大计。为了阻止巴罗夫斯基的阴谋，斯特拉顿来到了罗马。汉克（奥斯汀·斯托维尔AustinStowell饰）是马蒂最好的朋友，亦是行动小队中的一员，仇恨冲昏了他的头脑，他的失误导致整个行动计划失败了，巴罗夫斯基从他们的眼皮子底下逃之夭夭。一行人只得再度回到伦敦，重新计划，留给他们的时间不多了。

　　这次，阴谋家贝洛福（特利•萨瓦拉斯Telly Savalas 饰）在瑞士山区建立一个疗养院，表面上这是一个普通的高级疗养院，风景秀丽、服务一流，但实际上却是贝洛福进行的一项旨在控制全球的计划的重要基地。在这个疗养院里，贝洛福开发出一种新型病毒，他企图将病毒注射到来这里疗养的女患者身上，然后通过她们传播到世界各地，达到掌握世界主权的目的。贝洛福的阴谋行动引起了英国情报部门的注意，于是007邦德（乔治•拉扎贝 George Lazenby 饰）奉命出动。邦德乔装打扮成家谱学的专家混进了这座疗养院，他必须及时查处贝洛福的阴谋，并阻止他！

　　影片围绕间谍小说作家叶利·康韦（布莱丝·达拉斯·霍华德 Bryce Dallas Howard 饰）的作品展开。叶利的小说讲述神秘特工阿盖尔（亨利·卡维尔 Henry Cavill 饰）及其瓦解全球间谍集团的任务，而小说中的情节却意外开始与真实间谍组织的秘密行动出现惊人 的一致。在特工艾登（山姆·洛克威尔 Sam Rockwell 饰）的陪同下，叶利带着猫咪阿尔菲（Chip 饰）穿越世界，竭力赶在间谍组织的杀手们行动之前化解危机，此时小说的虚构世界与现实之间的界限开始变得模糊不清。随之而来的是一场跨越全球的冒险。

英国军方一艘绝密的间谍船在希腊发生了爆炸，船上有一个威力无比的发射机（据说它可以使整个北极星飞弹系统全部报废）沉入了海底。这下，不仅英国军方，还有世界各地的间谍、恐怖分子都开始蠢蠢欲动。于是，007邦德（罗杰•摩尔RogerMoore饰）出动了，他的任务就是尽快毁掉这台发射机。同一时候，哈维洛克先生在寻找这项装置时不幸被人刺杀身亡，他的女儿美琳娜（卡洛尔•布盖CaroleBouquet饰）试图千方百计想帮父亲报仇。邦德说服了美琳娜协助他潜入海底从沉船里取出了发射机。不幸的是，两人浮出水面被敌人抓住了……

一位任职于伦敦美国大使馆的签证官，因察觉了一场即将引爆的恐怖事件而让自己身陷险境，她不仅被恐怖份子栽赃，更遭深信的同僚背叛、诬陷。在身陷最毒阴谋与最狠背叛名声败坏的情况下，她被迫展开一场洗刷罪名的大逃亡，而同时还得设法阻止这场危及全美国的恐怖攻击。