第二次世界大戦前夜。イエール大学に通うエドワード・ウィルソン（マット・デイモン）は、親独派であるフレデリックス教授の身辺を探って辞職へと追い込んだ。その功績が認められて学内のエリートによる秘密結社スカル＆ボーンズに参加したエドワードは、サリヴァン将軍（ロバート・デ・ニーロ）から諜報活動員となることを勧められる。海軍高官だった父が自殺によって人生の幕を閉じたことがトラウマだったエドワードは、父の汚名をそそぐためにも申し出を引き受けた。エドワードには恋人ローラがいたが、上院議員の娘クローバー（アンジェリーナ・ジョリー）を妊娠させたことから結婚せざるを得なくなる。その挙式の当日、サリヴァン将軍からの使者が現れ、戦略事務局の一員としてロンドンへと派遣された。そこで再会したのは、英国諜報部員だったフレデリックス教授だった。彼のもとで情報操作を学ぶエドワードだが、やがて機密を漏らした疑いを抱かれる教授は組織によって抹殺された。終戦後、ベルリンに移ったエドワードは、通訳を務めるハンナと親密になるが、彼女はソ連から雇われたスパイだった。アメリカとソ連の間には、冷戦時代が到来していたのだ。1946年、ようやく帰国したエドワードは息子と対面する。妻との再会も、創設されたばかりのアメリカ中央情報局ことCIAの業務にエドワードは没頭して、夫婦関係は次第に冷えていった。成長してイエール大学に進学した息子は、父と同じようにCIAからのリクルートを受ける。複雑な感慨を抱くエドワードだが、その一方でキューバのカストロ政権の転覆作戦が情報漏洩によって失敗、CIAは窮地に追い込まれる。その情報を漏らしたのが自分の息子であることをエドワードは知る。家族の絆を失いながらも、すべてを国家に捧げて生きることをエドワードは決意するのだった……。