Charlie Heller es un brillante pero introvertido decodificador de la CIA que trabaja en una oficina en el sótano de la sede de Langley. Su vida cambia radicalmente cuando su esposa muere en un ataque terrorista en Londres. Cuando sus supervisores se niegan a tomar cartas en el asunto, él mismo toma las riendas y se embarca en un peligroso viaje por todo el mundo para localizar a los responsables. Su inteligencia puede ser el arma definitiva para llevar a cabo su venganza.

Durante la Guerra Fría entre Estados Unidos y Rusia, el ingeniero Greville Wynne (Benedict Cumberbatch) se infiltra como espía en el MI6, servicio de inteligencia británico. Cuando la crisis de los misiles cubanos promete inclinar la balanza a favor del país soviético, Wynne comenzará a trabajar con la CIA para filtrar información sobre el plan que tienen en marcha los rusos y así evitar una catástrofe.