Po zpackané operaci, při které zahynul jeden z agentů, stane tajná agentka Sydney před kárným výborem. Po hádce s ředitelkou tajné služby dává naoko výpověď. Následně je uvedena do nové funkce supertajného agenta v přísně tajné skupině, o které nemají ani běžní lidé v CIA povědomí. V ní Sydney společně se svým otcem a několika dalšími spadá pod vedení značně nespolehlivého muže jménem Sloan. Ředitelka po Sydney chce, aby tohoto muže hlídala.

Prvním úkolem skupiny je získat radioaktivní materiál. Sydney se jej snaží získat od zkorumpovaného ruského vědce. Poté, co ocelovou kapsli získá, musí se poprat se zločincem najatým skutečným zájemcem o toto "horké" zboží. Společně se svým kolegou útočníka přemůžou.

Po skončení tohoto úkolu je Sydney pověřena kontaktovat bývalou agentku, Sloanovu dceru, a získat ji zpět do služby.

Sydney odjíždí do Argentiny za agentkou Nadiou, která odešla ze služby. Nadia je Sloanova dcera a zároveň nevlastní sestra Sydney. Sydney ji ale nedokáže přesvědčit, aby se vrátila do služby. Získá tam však informaci, že zločinec Vadik je pravou rukou teroristy Tamazakiho, což potřebuje pro svou další akci.

Sloane předloží svůj plán jak Tamazakiho dostat. Agenti ukradnou z jednoho londýnského muzea samurajský meč, po kterém terorista již dlouhou dobu touží, a nabídnou mu ho ke koupi. Terorista zareaguje a Sydney se vydává na místo schůzky. Tomazaki však Sydney unese a mučí ji, aby z ní dostal patřičné informace.

Naštěstí Nadine Sydney zachrání. Pak dojde k souboji mezi Tomazakim a Sydney, v němž je Tomazaki probodnut samurajským mečem. Než však zemře, sdělí Sydney, že měl na přání Iriny Derevkové (matka Sydney a Nadine) Sydney zabít. Syd konečně pochopí, že když otec zabil její matku, udělal to proto, aby ji ochránil.

Sydney a Marshall odjedou na Bahamy, aby v jedné z bank zjistili spojení na muže, který ukradl velmi speciální počítač, který má předat jedné německé teroristické skupině. Na základě údajů, které Sydney a Marshall získali, odlétá celá skupina do Španělska, kde se zloděj i s počítačem nachází.

Skupina nastraží na muže past. Sydney si zahraje mladou dámu, která měla autonehodu. Terorista ji zachrání a pozve do svého sídla. Tam se Syd podaří zjistit, kde se ukradený počítač nachází. Na základě její informace přepadne skupina příslušný sklad. Terorista se o tom dozví a zajme Syd i jejího společníka, který akci zvenku zajišťoval. Naštěstí se Syd podaří v nestřežený okamžik dostat z pout. Zneškodní svou stráž a teroristu pronásleduje.

Skupina má informaci o nové biologické zbrani. Poté, co se ji pokouší na jednom orientálním trhu prodat, vidí agenti její účinek. Muž, který ampuli s látkou spolkl, zmrzl a doslova se rozsypal.

Stopa směřuje do jedné nemocnice v Černé Hoře. Syd tam nastoupí jako ošetřovatelka a Vaughn se vydává za kněze. Zločinec Fenton Keene tady právě tuto zbraň vyvinul a její účinky tam zkouší přímo na pacientech. Společně s ním v nemocnici pracuje jeho sestra. Vaughn ji vysvětlí, co její bratr vlastně dělá a snaží se ji získat na svou stranu. Fenton ale Vaughna zajme.

Rusky mluvící muž ukradne opancéřovaný kamion. V něm se nacházela nová elektromagnetická zbraň. Syd a Vaughn dostanou od svého šéfa za úkol vetřít se do organizace, kterou tento zloděj řídí, a zbraň získat zpět, nebo ji zničit. K tomu jim má pomoci nová identita. Budou se vydávat za čečenský pár.

Mezitím Němci, kteří skutečný čečenský pár zatkli, sdělí informaci, že své vězně transportují do jiné věznice. Tato informace prozradí zloději a teroristovi v jedné osobě, že Syd a Vaughn nejsou ti, za koho se vydávali...

Syd a Vaughn dostanou úkol najít odkud pochází droga, na jejíž následky tajná agentka spáchala v Amsterdamu sebevraždu. Agenti přijedou do města a v bytě mrtvé objeví tajnou chodbu. Když do ní Syd sestoupí, napadne ji šílený snoubenec mrtvé ženy. I on je pod účinky drogy. Jack ho zneškodní, ale Syd je sama touto neznámou látkou infikována.

Stopa vede do Bukurešti, kde agenti zatknou dodavatele drogy. Následně zjistí, že droga je vyráběna v Praze, a tak jedou do hlavního města ČR, aby tady získali účinnou protilátku.

Poté, co Vaughn získá informace, že Rusko vyvíjí novou výbušninu, vetřou se Syd a Nadia do pokoje muže, který zřejmě jako jediný má vzorek. Jedná se o ruského milionáře Tambora, z jehož jachty mají zmíněný vzorek ukrást. Jak zjistí, na jachtě je výbušniny velké množství...

Díky tomu, že se podaří pomocí satelitu výzvědné služby zachytit informaci o schůzce teroristů, je Syd vyslána na místo zjistit, o co vlastně jde. Schůzky se má zúčastnit také žena, teroristka, o které byla služba přesvědčena, že je už mrtvá. Syd zjistí, že teroristka má za úkol zabít muže jménem Kargo. Pokud čin úspěšně vykoná, obdrží chemikálii, která se hodí do leteckých pum. Úkolem agentů je zjistit, kde se nachází skutečná základna teroristů.

Nadia byla postřelena a teroristce se podařilo zmocnit bomby s chemickou látkou. Syd začne vyjednávat s vedoucím teroristů. Ten je však po schůzce zabit. Teroristka osvobodí svého komplice, aby se spolu pokusili prodat zbraň na černém trhu. Syd se nakonec podaří transakci zabránit a teroristku zatknout.

Z ústředí CIA v Bosně je ukraden důležitý seznam politiků a světových podnikatelů. Seznam je ovšem vcelku bezcenný, pokud pachatel nezíská dekodér, pomocí kterého se dá rozluštit. Právě takový dekodér má pařížská policie. Syd dostane za úkol dekodér ukrást, aby na sebe nalákala pachatele loupeže seznamu.

Sydneyna sestra Nadia žila jako mladá dívka se svým přítelem Martinésem na ulici a páchala různé kriminální činy. Díky její odvaze si ji vybral muž od tajné služby a společně s Martinésem ji vycvičili. Dnes oba stojí na různých stranách, oba mají získat novou optickou součástku do laserů. Kdesi v Bělorusku se proto zúčastní večírku, aniž by o sobě navzájem věděli. Setkávají se teprve při krádeži za značně dramatických okolností, kdy Martinés ohrožuje pistolí Syd.

Syd získá v Havaně informaci, že německá teroristická skupina chystá na jakési velké světové město útok. Přímo při setkání s informátorem ale oba chytí teroristé. Muže zastřelí a Syd omámí. Když procitne, zjišťuje, že je zaživa pohřbena i s mužovou mrtvolou. Naštěstí má mobil a podaří se jí zavolat pomoc.

Vaughn má konečně informace, které by mu mohly výrazně pomoci při pátrání po jeho otci. Stopa vede někam na Sibiř, do jakéhosi jaderného zařízení. Tam šílený vědec provádí za účasti pašeráka zbraní pokusy na lidech. Vaughn se v L. A. setkává s tajemným mužem, ten mu slibuje další informace o jeho otci výměnou za radioaktivní zářič. Právě této nabídky proto Vaughn využije při likvidaci pokusného zařízení na Sibiři a zářič po domluvě se Syd naoko ukradne.

Vaughn pokračuje ve své akci, chce vyměnit jaderný zářič za informace o svém otci. Proto se v Paříži setkává s podivnou skupinou lidí. Zapojí se do jejich akcí, zprvu ukradnou z místní nemocnice jakýsi laser. Dále mají ukrást vzácný rukopis. Vaughnovi dochází trpělivost a muže, který mu informace sliboval, zbije. Zjistí, že vše bylo na něj nastražené a že jeho otec je ve skutečnosti mrtvý.

Kdesi v Polsku unesl jadernou vědkyni muž, který se vydává za Sloana. Záležitosti se ujímá Jack, aby zjistil, zda je v tom jejich šéf nevinně. Rozjíždí se akce na odhalení podvodníka. Stopy vedou do Chile, kam tým odjíždí, aby se pokusil vědkyni osvobodit.

Sloane zaúkoluje tým chytit teroristu Kradice, který má společně se svou organizací na svědomí výbuch na indonéské ambasádě v Kodani. Výbuch zabil patnáct lidí a informátor, kterého má organizace mezi teroristy, tvrdí, že se mu nedalo zabránit. Kradic chce získat novou vodní zbraň tzv. Hydrosek, kterou právě vyvinula indonéská vláda. Zbraň může najednou zabít až půl milionu lidí. Protože tým má informaci, že se terorista chystá setkat s hackerem, jenž mu má pomoci zbraň získat, nahradí tohoto člověka agent Dixon. Akce na likvidaci teroristické organizace může pokračovat.

V klubu ve Vídni obsluhuje Syd Kradičovy lidi, mezi kterými je i Dixon. Teroristé tady čekají na předání vodní zbraně, Hydroseku. Ve chvíli, kdy se objeví lidé s kufříkem, jiná teroristická skupina se pokusí zbraň získat. Kradičovi se ale podaří uniknout i s kufříkem do potrubního vodovodního systému. Sledují ho Dixon a Vaughn. Podaří se jim zabránit tomu, aby Kradič zbraň použil. Při akci ho zastřelí a Hydrosek uloží na základně.

Ředitelka Sophia, která je spojena s druhou skupinou, vymyslí jiný plán, jak se Hydroseku zmocnit. Pozve Nadiu a Weisse k sobě na večeři, kde její pomocník nepozorovaně zkopíruje data z Nadiina laptopu. Poté, co to Nadia a Weiss zjistí, jedou na základnu. Ochranku najdou mrtvou a Hydrosek zmizel.

Podvodník vydávající se za Sloana ukradne z italského kláštera orchidej se zvláštní schopností – umocňuje všechny pocity. Při tom však vydráždí včely, které mnichy ubodají k smrti. Tým připraví na podvodníka past, která sklapne v Paříži. Marshall zjistí, že zajatec má naklonovaný mozek a sám se považuje za skutečného Sloana. Podle něj je jen jediný způsob, jak zjistit skutečnou totožnost zajatce – konfrontovat ho s nepříjemnou životní zkušeností skutečného Sloana. Tou byla smrt jeho dcery. Podvodník na krátkou chvíli vypadne ze své identity a přizná své skutečné jméno, pak opět upadne do svých bludů.

Ze skladu CIA jsou ukradeny Rambaldiho artefakty. V té době Sophia oznamuje, že se vrací do Lisabonu. Údajně je tam už pro ni bezpečno. Do centrály vtrhnou inspektoři a začnou na příkaz ředitelky Chaseové vyšetřovat únik informací. Stopy je přivedou až k Nadie a jejímu laptopu. Sloane a Jack teprve teď pochopí, že Sophia byla vlastně Elena Derevko, že to ona byla za Vaughnovým deníkem a za objevením podvodného Sloana. Je zřejmé, že teď se snaží získat všechny Rimbaldiho artefakty. To jí nesmějí dovolit. Stopa vede přes Mexiko do Prahy. Tam se však akce nezdaří tak, jak všichni předpokládají.

Sloane s Elenou uvedli do chodu Muellerův obří generátor a rozpoutali apokalypsu v jednom Ruském městečku. Sydney se dozvídá, že její údajně mrtvá matka Irina je naživu...

Jack, Irina, Nadia, Vaughn a Sydney přistávají v Sovogdě. Pokoušejí se zneškodnit Muellerův obří generátor.