Mot sin vilje blir Dominika Egorova rekruttert til å bli en "spurv", en opplært forførerske i den russiske sikkerhetstjenesten. Hun lærer seg å bruke kroppen sin som et våpen. Dominika blir en av sikkerhetssjenestens mest verdifulle ressurser, og hennes første mål er Nate Nash, en CIA-agent med ansvar for USAs kontraspionasje mot Russland. Det oppstår en uventet tiltrekning mellom de to unge agentene, og det kan true både karrierene og sikkerheten til landene deres.