스펙터 일당은 지부장 라르고(Emilio Largo: 아돌포 셀리 분)의 지휘로 NATO의 공군 조종사인 더빌 소령의 여비서 피오나(Fiona Volpe: 루치아나 파우루지 분)을 매수, 그를 죽이고 그와 똑같이 성형수술을 시킨 하수인을 MOS 핵폭탄 2개가 실린 NATO 연습기에 더빌 소령으로 위장시켜 태운 뒤, 다른 조종사들을 처치하고 핵폭탄을 탈취한다. 탈취에 성공한 스펙터는 7일 이내에 1억 파운드를 내놓으라는 메시지를 보내고 영국 정보부에서는 핵폭탄을 찾기위한 ‘선더볼 작전’의 임무를 007에게 명령한다. 휴양소에서 미녀 간호원(Paula Caplan: 마틴 베스윅 분)과 밀애를 즐기던 007(James Bond: 숀 코넬리 분)은 임무를 받고는 더발 소령의 여동생인 도미노(Domino Derval: 클라우딘 오거 분)에게 접근하는데 그녀는 오빠가 살해된 걸 모른 채 라르고의 여인으로 있었다. 007은 도미노에게 모든 사실을 알려주게 되고 라르고가 핵폭탄의 탈취 주범임을 확신하게 된다. 한편 자신을 추적해 오는 피오나의 유혹을 받다가 라르고 일당에게 사로잡히나 기지를 발휘하여 축제 속에서 피오나와 춤을 추다가 날아오는 총탄에 그녀가 맞게 하고 도망친다. 핵폭탄을 수중에서 옮기던 중 나토군과 수중에서 일대격전을 벌이게 된다. 혼자 도망친 라르고와 뒤쫓은 007은 쾌속으로 달리는 요트에서 격투를 벌이고 007에게 총을 겨눈 라르고의 등 뒤에서 도미노가 오빠의 복수로 작살총을 발사한다. 세워지지 않는 요트에서 뛰어내린 007과 도미노는 비행기의 구조용 자일에 매달려 푸른 하늘 위로 솟구쳐 올라간다.