生活对小职员卫斯理（James McAvoy 饰）来说是毫无意义的重复，每天要忍受痴肥上司唠叨、好友与女友上床，还要不停用药物控制过快的心跳。这天他被一名陌生女子从疯狂枪手的追杀中救出，进入了刺客联盟的世界，救命恩人火狐（Angelina Jolie 饰）与联盟领导史隆（Morgan Freeman 饰）告知卫斯理当年抛弃他的父亲也是组织一员，最近为叛徒十字所杀，卫斯理必须尽快在严酷的训练中成长，才能自保，甚至为父报仇。
刺客联盟起源于纺织行会，他们按照纺织机提供的密码决定刺杀对象，从而顺应命运的安排。卫斯理很快凭借优异的天赋掌握一系列暗杀手段成为组织一员，开始执行命运赋予的任务，并逐渐接近向十字寻仇的目标，终于，史隆令卫斯理远赴东欧刺杀十字，但在这次任务中，卫斯理意外发现了组织内部的阴谋，而这一次，他不再用逃避解决问题。
本片获2009年英国帝国电影奖最佳科幻幻想电影奖。
在芝加哥，韦斯利·吉布森（Wesley Gibson）与专横的老板一起做着一份没有出路的办公桌工作，并服用治疗恐慌症的药物和他粗鲁的女友凯茜住在一起，凯茜和他的同事兼最好的朋友巴里一起欺骗了他。一天晚上，一位名叫福克斯的女士告诉韦斯利，他最近被谋杀的父亲是一名刺客。凶手克罗斯正在追捕他。当克罗斯和福克斯发生枪战时，韦斯利惊慌失措并逃跑了。克罗斯追捕韦斯利，福克斯设法帮助他逃脱。韦斯利在一家工厂醒来，周围都是福克斯和其他刺客。该组织的头目斯隆先生用枪指着韦斯利射掉几只苍蝇的翅膀，他照做了，这让韦斯利大吃一惊。斯隆解释说，韦斯利的惊恐发作实际上是一种罕见的能力，可以让他产生大量的肾上腺素，赋予他超人的力量和速度。韦斯利的父亲和克罗斯是兄弟会的成员，兄弟会是一个维持世界平衡的刺客协会。他们的总部是一座经过改造的纺织厂。斯隆想要训练韦斯利，以便他可以帮助杀死克罗斯。
惊慌失措的韦斯利离开了大楼。第二天早上，他发现自己的银行账户现在有 360 万美元。他充满了新的信心，当着整个办公室的面侮辱了他的老板，并用键盘打了巴里的脸。韦斯利在兄弟会的残酷指导下接受训练，学会控制自己的能力。刺客们教给他速度、枪法、肉搏战、爆炸物和抗痛能力。训练结束后，斯隆向他展示了“命运织机”，该织机已经使用了 1000 年，通过织物中的错误提供目标的编码名称。织布机识别出那些在未来制造邪恶和混乱的人，斯隆负责解释代码。福克斯的父亲是一名法官，他的被告雇佣了一名杀手，在她面前将他活活烧死。加入兄弟会后，她得知杀手的名字在他杀死她父亲之前出现在织布机上。这使她成为兄弟会准则的忠实追随者。
在几次成功的任务后，韦斯利与克罗斯发生了意外的枪战，克罗斯意外杀死了灭绝者。斯隆派韦斯利追捕克罗斯，并秘密给福克斯一个杀死韦斯利的任务，说他的名字已经出现在织机上。通过分析战斗中的伤口，韦斯利意识到克罗斯第一次使用了可追踪的子弹（因为他之前的杀戮都是无法追踪的）。韦斯利将其追溯到一个名叫佩瓦斯基的人身上。他和福克斯抓住了佩瓦斯基，佩瓦斯基安排了与克罗斯的会面。韦斯利在行驶的火车上独自面对克罗斯，福克斯后来导致火车出轨。当克罗斯救韦斯利免于摔倒时，韦斯利开枪射杀了他。克罗斯临终前透露，他是韦斯利的亲生父亲。韦斯利被招募是因为他是克罗斯唯一不会杀的人。韦斯利自由落体落入河中后被佩瓦斯基救起，他解释说，斯隆在他的名字出现在织布机上后就开始制造目标以获取利润。克罗斯发现了真相，开始作恶，并开始杀害兄弟会成员，以防止他们接近他的儿子。
为了完成他父亲开始的事业，韦斯利决定杀死斯隆。他使用爆炸性老鼠攻击基地，并在枪战中杀死了幸存的兄弟会刺客。进入斯隆的办公室，他被福克斯和剩下的刺客包围。韦斯利揭露了斯隆的欺骗行为。斯隆承认他的名字和在场人员的名字一起出现在织布机上，并表示他采取行动是为了保护他们。他给了成员们一个选择：按照守则自杀，或者杀死韦斯利并利用他们的技能控制世界。当其他人选择杀死韦斯利时，福克斯在房间里绕了一圈子弹，选择遵循规则杀死所有人，包括她自己。斯隆在混乱中逃脱。韦斯利由于银行账户被斯隆毁掉而再次身无分文，显然又回到了办公室工作。斯隆赶来要杀他，但当那个人转身并发现他是一个诱饵时，他感到震惊。韦斯利在几英里外克罗斯的公寓里用狙击步枪杀死了斯隆。