事故により、バレリーナへの道を絶たれてしまったドミニカ。失意の彼女は、母を守るため自分の意に反して、ロシア政府が極秘裏に組織した諜報機関の一員になることを決意する。そこで彼女は、自分の肉体を使った誘惑や、心理操作などを駆使して情報を盗み出す女スパイ「スパロー」になるための訓練を受ける。やがて、持ち前の美貌と明晰な頭脳で頭角を表したドミニカは、ロシアの機密事項を調査するCIA捜査官ナッシュに近づくミッションを受けた。2人のスパイは互いに惹かれ合いながらも、騙し合いの連鎖へと陥り、自分たちのキャリアや忠誠、そして、国の安全までも脅かすことになりかねない展開へと足を踏み入れ…。
フランシス・ローレンス