冷戰結束後,天控局面臨被解散的危險,但是這個美國最大的特務機關,依舊擔負著重要的使命。不過,近期天控局總部卻遭受了突發性襲擊,導致特工們都有被身份曝光的危險。其中也包括強壯如牛、身手不凡的23號特工(道恩•強森 Dwayne Johnson 飾)。總部經過研究發現,襲擊事件是一個叫蓋不達集團的,為了迎敵,總部對分析家麥克斯韋(史蒂夫•卡瑞爾 Steve Carell 飾)委以重任,後者終於等到了一展身手的機會。於是,他積極參與了對付蓋不達的行動,不過之前的兩次演習都被他搞砸了。唯一的收獲是,他跟99號特工(安妮•海瑟薇 Anne Hathaway 飾)結成了搭檔,後者是唯一不怕身份曝光的特工。他們在飛機上遇到了一個疑似的恐怖分子,但是當他們出手時,卻意外陷入了對方的圈套。此後,這對歡喜冤家又接連遇到一系列令人啼笑皆非的困境……