CIAの極秘プログラム“トレッドストーン計画”によって生み出された最強の暗殺者、ジェイソン・ボーンが、ロンドンで新聞記者に接触しようとしていた頃。ボーンと内部調査局のパメラ・ランディ（ジョアン・アレン）の告発によって計画が明るみに出ることを恐れたCIA本部では、国家調査研究所のリック・バイヤー（エドワード・ノートン）が証拠隠滅のために全プログラムの抹消を命じる。一方、アラスカのCIA訓練地では、“アウトカム計画”によって生み出された暗殺者、アーロン・クロス（ジェレミー・レナー）が訓練を積んでいた。薬の服用を義務づけられていた彼は、相次ぐ予定変更によって自分の身に迫る危険を察知する。彼の体調を管理しているステリシン・モルランタ社では、突然、職員が銃を乱射。居合わせたマルタ・シェアリング博士（レイチェル・ワイズ）は九死に一生を得るが、研究所で行なっていたことに事件の原因があると知っていた彼女に、再び危機が迫る。その窮地を救ったのはアーロン。薬を求めてマルタのところへやってきた彼は、薬はすでに服用が中止され、プログラム従事者の体には半永久的な効果を持つ活性ウイルスが培養されていることを聞き、彼女とともにウイルスを製造しているマニラへ向かう。急転する事態に混乱するマルタに、“自分はかつてケネス・キットソンという名前で、イラクで戦死したとされる兵士だ”と告げるアーロン。一方、マルタ暗殺の失敗を知ったバイヤーは、彼女を病原体盗難の重要容疑者に仕立て上げ、安全保障局や国防省を巻き込んだ非常事態宣言を発令。組織的な捜査によって2人の行方を洗い出す。マニラに到着し、研究所に向かうマルタとアーロンだったが、追跡を察知して逃走。バイヤーは精鋭の人間兵器“ラークス計画”の作戦員をタイのバンコクから送り込む。路地の入り組んだマニラのスラム街で、究極の暗殺者たちによるチェイスが始まる……。