多米尼克（詹妮弗·劳伦斯 Jennifer Lawrence 饰）原本是一名芭蕾舞者，在一场意外中受伤后结束了她热爱的事业。迫不得已下，她接受了成为间谍的培训，并被赋予“红雀”的代号。她的使命是以女性的身份潜入由内森尼尔（乔尔·埃哲顿 Joel Edgerton 饰）领导的秘密组织，窃取对方手中的间谍名单。但随着合作深入，两人的关系发生了微妙的变化，最终发展成了一段真情实感的爱情故事。同时，内森尼尔也选择了双重间谍的角色，帮助多米尼克揭露军方内部的俄罗斯间谍。