Il film è ambientato nella Mosca del 1985, ancora sotto il dominio dell’URSS. È la storia di Anna (Sasha Luss), una giovane dalla straordinaria bellezza con un violento passato alle spalle. La ragazza nasconde un grande segreto dietro il suo volto d’angelo: è un temibile killer del KGB. Dopo l’addestramento, viene affidata a Olga (Helen Mirren), che di volta in volta le affida compiti e mansioni con un solo fine, l’omicidio. Anna, dopo anni di servizio, non desidera altro che la libertà e una vita tranquilla, ma Vassiliev (Eric Godon), capo del KGB, non è disposto a lasciarla andare. Mentre lavora sotto copertura come modella, viene fermata e interrogata dall’agente della CIA Leonard (Cillian Murphy), che le chiede di collaborare con loro e uccidere Vassiliev. In cambio Anna riceverebbe una nuova identità e l’esistenza che ha sempre desiderato, lontano dalla e sotto un programma di protezione alle Hawaii. Ma la bellissima killer russa accetterà di fare il doppio gioco contro il suo stesso paese?