La película presenta a Bryce Dallas Howard como Elly Conway, una escritora introvertida y amante de los gatos cuyas novelas de espías cobran vida cuando descubre una red real de espionaje. Junto a Henry Cavill, quien interpreta al glamuroso agente secreto Argylle, y Sam Rockwell como Aidan, un espía que no soporta a los felinos, Elly se embarca en una peligrosa aventura para desbaratar una siniestra organización.