Rachel (Diane Kruger), en avhoppet spion fra Israels fryktede etterretningsstyrke Mossad, forsvinner sporløst under farens begravelse i London. Den eneste sporet etter henne er en mystisk telefonsamtale til hennes tidligere sjef Thomas (Martin Freeman), som Mossad tilkaller fra Tyskland til Israel. Rachel har gått helt opp i oppdragene, som er ledd i en enorm spionasjeinnsats mot Irans atomprogram. Nå må Thomas avdekke hva hun har gjort fra dag til dag for å finne ut hvordan hun kan true operasjonen, mens han samtidig jobber for å beskytte henne.