아름다운 외모와 타고난 재능의 발레리나 '도미니카' (제니퍼 로렌스)는 갑작스러운 부상으로 더 이상 무대에 오를 수 없게 된다. 불확실한 미래 앞에 거부할 수 없는 제안을 받게 된 그녀는 엄마를 지키기 위해 '레드 스패로'가 되기로 결심한다. 유혹하고 조종하고 제거하라! 젊은 요원들의 육체와 정신을 극한으로 몰아붙여 몸과 마음을 이용해 타겟의 심리를 파고드는 훈련으로 스파이를 양성하는 비밀정보기관 '레드 스페로'. 한계를 뛰어넘는 훈련과정을 통해 '레드 스패로' 사상 가장 치명적인 스파이로 새롭게 태어난 '도미니카'. 그녀는 조직에 숨어있는 이중 첩자를 알아내기 위해 미국 CIA 요원을 유혹한다. 그러나 그는 오히려 그녀가 믿을 사람은 자신뿐이라고 말하는데... 속고 속이는 위험한 작전, 살아남기 위해 승자가 되어야만 한다.