女教师萨曼莎（吉娜·戴维斯 Geena Davis 饰）和8岁的女儿一起在宁静的小镇里过着安逸的生活，一切都令她感到十分满意，除了她曾经失去过部分记忆这一点。在一次车祸中，她失去的记忆开始复苏，而脑中出现的一些零碎片段让她对自己曾经的身份产生了怀疑。 通过私家侦探米奇（塞缪尔·杰克逊 Samuel L. Jackson 饰）的帮助，萨曼莎得知自己竟是一名联邦调查局的特工，而在调查局里，一个无意中得知了老板秘密的特工是不受欢迎的。萨曼莎仍然健在的消息不胫而走，她能够感觉到，一些非常残暴的恐怖分子正在渐渐接近她和她的女儿，他们的目的只有一个，那就是将她除之而后快。
萨曼莎·凯恩 (Samantha Caine) 是宾夕法尼亚州洪斯代尔小镇的一名教师与男友哈尔和女儿凯特琳住在一起。八年前，她被发现被冲上新泽西州的海滩，当时她怀着凯特琳，但完全失忆了。由于从未记得自己的真名，“萨曼莎”雇佣了一些效率低下的私家侦探来发现她的过去，最新的一个是运气不佳的米奇·赫尼西。圣诞假期期间，萨曼莎遭遇车祸并遭受短暂脑震荡；当她康复后，她发现自己拥有无法解释的用刀技能。此后不久，家里被“独眼杰克”闯入，他是一名罪犯，在电视上看到萨曼莎的脸后越狱。萨曼莎赤手空拳杀死了杰克，展示了她的战斗能力。担心她对哈尔和凯特琳构成危险，
手提箱里有一张纸条，指示他们去找内森·沃尔德曼博士。他们安排在火车站见面，却没有意识到政府特工正在窃听医生的电话。在途中，萨曼莎发现手提箱的底部有一把拆卸下来的狙击步枪，她可以熟练地重新组装它以及其他武器。当萨曼莎和米奇去车站与沃尔德曼会面时，他们遭到一队特工的袭击，他们射杀了众多旁观者，但两人在沃尔德曼的帮助下逃脱了。医生告诉萨曼莎，她实际上是中央情报局的一名专家刺客，夏琳·伊丽莎白·“查理”·巴尔的摩，八年前失踪。
由于不确定是否可以信任沃尔德曼，萨曼莎和米奇将他抛在了身后，寻找手提箱中纸条上注明的另一位联系人卢克，相信他可能是查理的未婚夫。
沃尔德曼追上他们并试图警告他们卢克实际上是查理的最后一个暗杀目标“代达罗斯”。然而，卢克杀死了沃尔德曼博士。萨曼莎随后遭到酷刑，以获取信息：她被脱光，只剩下胸罩、内裤和半透明衬裙，用绳子将她的手脚绑在水车上，并反复放入冰冷的水中，直到几乎溺水。在这个过程中，她的真实身份彻底浮出水面。
经过一番折磨，她终于回想起了自己的前世。萨曼莎挣脱束缚，杀死了卢克，并与米奇一起逃脱。萨曼莎完成了她的身体变回查理，剪掉了头发并将其染成了白金金色。查理意识到她的“萨曼莎·凯恩”性格是八年前接近代达罗斯的掩护。
一位名叫蒂莫西的心理操作专家绑架了凯特琳，查理曾与他有过一段恋情。
查理和米奇得知代达罗斯参与了“蜜月计划”，但她在执行任务时扰乱了计划，导致独眼杰克被监禁；“蜜月计划”的目的是在尼亚加拉大瀑布制造一次假旗化学炸弹爆炸，由中央情报局策划，试图指责伊斯兰恐怖分子并获得更多资金。查理意识到蒂莫西和一个由中央情报局局长利兰·帕金斯领导的新组织正在密谋重新发动袭击。在尼亚加拉瀑布，蒂莫西抓住了凯特琳，他抓住了米奇和查理。她告诉蒂莫西他是凯特琳的亲生父亲，并恳求他不要伤害他们的女儿，但蒂莫西最终不为所动，将查理和凯特琳锁在冰箱里杀死他们。
查理和凯特琳引爆了煤油桶，从冰箱里逃了出来，然后释放了米奇，米奇帮助查理攻击了集结区。这迫使蒂莫西提前发起攻击；与此同时，凯特琳将自己锁在运载炸弹的卡车上的笼子里。查理追赶卡车，制服了司机，使卡车偏离圣诞游行路线，并在通往加拿大的尼亚加拉瀑布国际大桥上将其掀翻。
查理释放了凯特琳，但他们无法摆脱即将爆炸的炸弹，蒂莫西和他的特工从直升机上攻击他们。米奇突然开车抵达，接起查理和凯特琳进入加拿大，就在炸弹爆炸之前，蒂莫西和他的部队丧生，桥梁也被摧毁。
在尾声中，查理又恢复了萨曼莎·凯恩的假身份，与凯特琳和哈尔一起搬到一个偏远的农舍，并拒绝了总统加入国务院的邀请（这可能意味着重新加入中央情报局）。米奇因其在危机中的角色而受到关注，并在电视上 接受拉里·金采访，谈论帕金斯，帕金斯被指控犯有叛国罪。