Ambientato tra Quantum of Solace e Skyfall, gli agenti MI6 James Bond e Alec Trevelyan sono incaricati da M di infiltrarsi in un impianto di armi chimiche ad Arkhangelsk, in Russia, ritenuto la fonte delle armi utilizzate da una cellula terroristica per mirare alle ambasciate britanniche in tutto il mondo. La missione va storta quando Trevelyan viene colpito dal Generale Ourumov. Bond fugge facendo esplodere gli esplosivi che aveva piazzato all'interno dell'impianto prima di fuggire da Arkhangelsk a bordo di un aeroplano. Più tardi, una telefonata intercettata proveniente da Ourumov lo collega al gangster russo Valentin Zukovsky, mentre Ourumov cerca di impossessarsi di un elicottero che è stato modificato per sopravvivere a un impulso elettromagnetico. Zukovsky lo dirige verso una fiera delle armi a Dubai ma non riesce a impedire a Onatopp e a Ourumov di rubare l'elicottero. Tuttavia, riesce a piazzare sullo stesso elicottero il suo smartphone, e MI6 è in grado di rintracciare l'elicottero fino a una base remota in Siberia. Bond non riesce a fermare il furto del satellite d'armi GoldenEye, che viene fatto detonare da Ourumov. Bond riesce a salvare Natalya Simonova prima di essere arrestato dall'esercito russo. Convinti che Bond e Simonova siano responsabili dell'esplosione di GoldenEye, il ministro della Difesa russo Dmitri Mishkin interroga i due a San Pietroburgo, ma viene ucciso da Ourumov, che poi rapisce Natalya. Bond lo insegue su un treno e lo affronta sul suo piano riguardo al satellite GoldenEye. Onatopp tradisce Ourumov e lo uccide. Bond riesce ad aiutare Natalya a scendere dal treno e si dirige verso un incontro in Statue Park, apprendendo che Trevelyan è sopravvissuto alla sua esecuzione per mano di Ourumov ed è ora Janus, l'ideatore dietro il furto di GoldenEye, e parte con Natalya, che è fondamentale per il suo piano. Bond riesce ad infiltrarsi in un impianto solare nel nord-ovest della Nigeria e inganna Trevelyan facendolo distruggere i suoi supercomputer, fermando il suo piano di usare il satellite per distruggere Londra e cancellando le prove delle finanze che aveva rubato. Dopo aver lottato con Trevelyan, Bond riesce a sovraccaricare la sala di controllo dell'impianto e ad uccidere Trevelyan, mandandolo giù dalla torre. Simonova e Bond fuggono dalla base in elicottero, e i due si baciano al termine della missione.