Susan Cooper (Melissa McCarthy) es una analista de la CIA humilde y poco activa, y la heroína no reconocida de las operaciones más arriesgadas de la agencia. Sin embargo, cuando su compañero (Jude Law) desaparece misteriosamente y otro agente (Jason Statham) se encuentra en apuros, Susan decide ofrecerse como agente encubierta para llevar a cabo una misión secreta en la que deberá infiltrarse en el peligroso mundo de un temido traficante de armas para prevenir un cataclismo global.