Die frühere Primaballerina Dominika Egorova kann nach einem Unfall nicht mehr tanzen. Um die ärztliche Versorgung ihrer kranken Mutter sicherzustellen, nimmt sie das Angebot an, sich als Geheimagentin ausbilden zu lassen. Ihr erster Auftrag für die russische Regierung sieht vor, dass sie einen Spitzel in den eigenen Reihen ausfindig macht, indem sie den CIA-Agenten Nathaniel Nash überwacht und ihm Informationen entlockt. Als sie sich verliebt, bedroht das allerdings die gesamte Mission.