Rok 1963, na świecie panują zimnowojenne nastroje. Były złodziej Napoleon Solo pracuje w amerykańskim wywiadzie. Zasłużył już sobie na opinię najskuteczniejszego agenta CIA. Zabiera ze Wschodniego Berlina Gaby Teller. To córka naukowca Uda rzekomo współpracującego z nazistami. W rzeczywistości badacz jest sojusznikiem USA. Uciekinierom udaje się uniknąć ataku wroga - funkcjonariusza KGB Ilji Kuriakina. Po powrocie do kraju Solo składa raport przełożonemu. Sanders ujawnia, że cioteczny wujek Gaby, Rudi, pracuje w firmie transportowej, której właścicielami są Aleksander i Victoria Vinciguerrowie. Para sympatyzuje z nazistami, którzy zamierzają wymóc na Tellerze skonstruowanie broni nuklearnej. W obliczu ogólnoświatowego zagrożenia wrogowie zza żelaznej kurtyny niechętnie podejmują współpracę. Solo wraz z Kuriakinem muszą powstrzymać małżeństwo Vinciguerrów. Jednocześnie w tajemnicy otrzymują polecenia, by wykraść wyniki badań Tellera dla rządów swoich krajów. Tymczasowi sojusznicy rozpoczynają misję - mają pokonać wroga i przechytrzyć siebie nawzajem.