電影開頭出現了一個能破解所有網路防火牆、任意入侵機密資料庫的區塊鏈密鑰，並將其塑造為足以引發第三次世界大戰、將全人類拖入毀滅深淵的驚人威力。一名哥國外勤探員將存有密鑰的外接硬碟當成保命符，向各國情報機構兜售。
美國的 CIA（中央情報局）派出梅絲（潔西卡雀絲坦 飾）和搭檔尼克（賽巴斯汀斯坦 飾）前往巴黎進行交易，但因德國 BND（聯邦情報局）探員瑪麗（黛安克魯格 飾）的攪局、以及神祕恐怖組織的介入導致交易失敗，與梅絲走散的尼克也不幸殉職。
黛安負擔了不少動作戲，但看得出訓練強度稍嫌不足。
梅絲本該被送回總部究責，直屬上司獨排眾議放她單獨行動將功折罪。梅絲找上好友、英國 MI6（軍情六處）的資安專家（卡蒂雅露琵塔 飾）協助，很快便定位出硬碟的下落。
同時，哥國 DNI（國家情報局）派出心理分析師葛蕾西艾拉（潘妮洛普 飾）及護送小組，試圖接回探員和硬碟的回收任務卻在半途起了內亂，隨伺在旁的也不只梅絲和卡蒂雅，鍥而不捨的瑪麗再度現身，但三方交戰的結果就是讓 DNI 的叛徒帶著硬碟逃之夭夭。
露琵塔的角色是駭客兼智囊，也負責講幹話和笑話。
連續失利的梅絲夥同卡蒂雅，找上本想撤退的瑪麗及葛蕾西艾拉。各懷心思的四人勉強達成共識，決定先找回硬碟再解決內部矛盾。卡蒂雅再度定位出硬碟將在摩洛哥交易，四人聯手小意外不斷，幸而順利奪回硬碟，並交給梅絲直屬上司。
完成任务的四人终于有机会把酒言欢冰释前嫌，孰料案情急转直下。硬碟引发的恐攻事件四起，四人发现上司遭害、硬碟下落不明，各人都成了本国情报机构的追捕对象，不但失去奥援还得追回硬碟以证清白。
潘妮洛普饰演纯内勤的心理专家，误打误撞卷入了跨国阴谋。
卡蒂雅再度定位出硬碟将在上海的一场富豪拍卖会进行暗中交易，这将是她们阻止恐怖份子得手的最后机会。设法潜入会场的四人各展身手，不料梅丝却发现尼克死而复生，而主持拍卖会的竟是中国MSS（国家安全部）探员林蜜生（范冰冰饰）。
整起案件的内幕，与她们原先认知天差地远；真正的生死决战，却比她们所料想的还提早来到……
范爷在主要角色中最晚登场，依旧发挥关键作用。
全片的文武戏连接配置、三幕剧结构都相当工整，节奏上不会让人觉得松散，基本的闹点和笑点也都很精准地放在该在的节点上，以商业片水准来说在及格线以上。但实话说，如果你本身就是这类动辄毁天灭地的商业惊悚片铁粉，《355：谍影特攻》能带给你的惊吓／惊喜／惊艳程度可能都没有预期中的那么高。
动作类型最大的卖点不外武打和枪战，本片强调是由《神鬼认证》幕后团队负责，枪火道具的确是很到位，但武打精采度却只能算一般，负担最多打斗戏的洁崔、黛安两人，很多动作都感受不到力道强度；多亏最后总统套房大决战中，范爷使出了威震全场的五郎八卦棍，才算弥补了打戏的不足。
至于挂在片名上的「355」之谜，全片居然只有两句话带过（对，就是预告里出现的那两句），而且还是在片尾前才讲，真是吊足进场观众的胃口，真要搞懂这个跨越政府和国族藩篱的隐密情报组织，看样子得等到下一部续作──不过前提是卖座能好到让片商买单出钱拍续集才行啊。