国安三处副处长杨光（张鲁一饰）在一次收网行动中获知情报，境外间谍组织“赫尔墨斯”意图破坏至关重要的中美合作会谈。尽管他率队全力支援，但间谍组织仍暗杀了我方会议代表，导致会谈终止。当双方重启合作会议时，敌手再度出击，杀害我国顶尖科研专家并窃取核心机密技术。杨光敏锐察觉事态背后必有更深阴谋，遂带领三处队员抽丝剥茧，展开严密调查。与此同时，身份成谜的国际公关赵亚苧（高圆圆饰）频频出现在关键节点，其立场敌友难辨，使局势更加扑朔迷离。杨光运筹帷幄，最终成功将“赫尔墨斯”及其头目桑德等人缉拿。然而，他旋即被赵亚苧以“感谢”为名构陷，落入百口莫辩的困境。赵亚苧趁势接近，试图以美人计策反杨光。杨光将计就计，以停职调查为由，假意周旋于赵亚苧及其背后的美国立德集团之间，暗中探查真相。一场关乎国家最高机密的绝地较量就此展开，杨光必须在双重身份的重压下，粉碎对手窃取我国尖端技术的终极阴谋。