Weil die Brokerin Alice Redmond (Cécile De France) mit von ihr entwickelten Derivaten 2008 die Weltfinanzkrise verursacht haben soll, darf sie es nicht wagen, nach Nordamerika zu reisen. So heißt es zumindest. Auf jeden Fall ist sie derzeit als Traderin der RBI-Bank in Monaco tätig. Das Geldinstitut gehört dem hier lebenden russischen Oligarchen Ivan Rostovsky (Tim Roth). Im Auftrag der CIA soll Alice sich an ihn heranmachen und Material sammeln, das ihn als Geldwäscher überführt. Auch ihr Assistent Saïd (Prasanna Puwanarajah) arbeitet heimlich für die CIA; seine Aufgabe ist es, Alice zu beschützen.

Als Rostovsky eine Besprechung mit ihrem Chef hat, lenkt Alice seine Aufmerksamkeit auf sich und lässt sich von ihm zum Essen einladen. Khorzov (Aleksey Gorbunov), sein Sicherheitschef, misstraut der ebenso attraktiven wie smarten und selbstsicheren jungen Frau zwar, aber Rostovsky schluckt den Köder: Er beauftragt sie, ein neues System aufzubauen, mit dem seine bei kriminellen Geschäften eingenommenen Gelder gewaschen werden können.

Ohne von Alices Verbindung zur CIA etwas zu wissen, wirbt die FSB-Agentin Sandra (Émilie Dequenne) Alice in der Sauna an. Der monegassische und der französische Geheimdienst arbeiten nämlich zusammen mit dem russischen ebenfalls daran, Ivan Rostovsky auszuschalten. Sandra gehört zu einer von dem russischen Top-Agenten Grégory Lioubov (Jean Dujardin) unter dem Decknamen Moïse geführten Gruppe.

Als Jugendlicher war Gregory Lioubov Mitglied einer russischen Gangsterbande. Der damalige KGB-Agent Alexander Cherkachin (Vladimir Menshov), der in Kürze zum Chef der KGB-Nachfolgeorganisation FSB ernannt werden soll, holte Gregory aus der Russenmafia heraus, rekrutierte ihn für den Geheimdienst und protegiert ihn seither. Alexander Cherkachin ist für Gregory wie ein Vater.

Der FSB weiß, dass Alice für Ivan Rostovsky arbeitet und will sie als Maulwurf gewinnen. Nach Absprache mit ihren Vorgesetzten bei der CIA willigt sie ein, den russischen Oligarchen auch für die Gruppe auszuspionieren, zu der Sandra gehört. Sie arbeitet also jetzt daran, ein Geldwäschesystem für Ivan Rostovsky aufzubauen und spioniert ihn sowohl für die CIA als auch für den FSB aus. Dabei wissen ihre CIA-Kollegen, dass sie den Russen ebenfalls Material beschafft, während Gregory Lioubov und seine Leute nichts von ihrer Agententätigkeit für die CIA ahnen.

Ivan Rostovsky ist geschäftlich und privat an seiner neuen Mitarbeiterin interessiert. Er geht mit ihr in den Nachtklub „Destiny“. Dort sitzt an diesem Abend auch Gregory Lioubov unter den Gästen. Und als der russische Oligarch nach einem Telefongespräch davoneilt, kommen Alice und Gregory sich näher. Der FSB-Agent gibt sich dabei als Schriftsteller aus. Nachdem Alice und Gregory noch in einem anderen Klub etwas getrunken haben, nehmen sie sich im Hotel „Gounod“ ein Zimmer und schlafen miteinander.

Gregorys Leuten, die Alice observieren, entgeht nicht, dass sie mit einem Liebhaber im Hotel ist, aber sie haben ihn nicht erkannt. Andere FSB-Agenten fotografieren ihn allerdings am nächsten Morgen am Hotelausgang. Auf diese Weise erfährt Alexander Cherkachin von der Liebschaft. Er stellt seinen Schützling zur Rede und fordert ihn auf, sich nach dem vermeintlichen One-Night-Stand von ihr fernzuhalten, um die Aktion nicht zu gefährden. Gregory beruhigt ihn und legt ihm erste Aufzeichnungen über Tarnfirmen des Oligarchen vor, die Sandra von Alice zugespielt wurden.

Gregory ist nicht bereit, Alice aufzugeben. Er liebt sie. Die nächste Nacht verbringt er mit ihr in ihrem Apartment. Alice erwidert Gregorys Gefühle und genießt es, wenn er sie in seine Arme nimmt. Als sie gerade zum Orgasmus kommt, klingelt es. Khorzov hat herausgefunden, dass sie sich mit einem Geheimagenten eingelassen hat. Nach kurzer Gegenwehr verlässt Gregory die Wohnung mit Khorzov. Im Aufzug kommt es zum Kampf. Dabei tötet Gregory seinen Landsmann. Nachdem er die Leiche im Kofferraum seines Wagens verstaut hat, kehrt er zu Alice zurück und lügt, er habe den Sicherheitschef von seiner Harmlosigkeit überzeugen können.

Khorzovs Leiche wird am Tor von Ivan Rostovskys Villa aufgefunden. Der Oligarch setzt sich daraufhin sofort nach Moskau ab – und nimmt Alice mit.

Gregory und seine Gruppe folgen ihnen. Sandra trifft sich auch weiterhin konspirativ mit Alice in der Sauna. Dabei fällt ihr das Tattoo eines fliegenden Pferdes auf, das Alice sich vor zwei Tagen an der Schulter machen ließ. Als Sandra sie darauf anspricht, antwortet Alice, sie wolle damit einen Freund überraschen.

Während Gregory, Sandra, Joshua (John Lynch) und Sobchak (Maksim Vitorgan) im Wagen sitzen und Alice beschatten, ruft sie Gregory an. Der sieht ihre Nummer auf dem Handy-Display, hat das Gerät aber auf „stumm“ geschaltet und nimmt das Gespräch nicht an. Erst nach einer Weile ruft er Alice zurück, tut aber seinen Kollegen gegenüber so, als rede er mit seiner Sekretärin Olga (Vicky Krieps). Dennoch schöpft Sandra Verdacht, zumal sie weiß, dass ein fliegendes Pferd auch Teil einer Tätowierung auf Gregorys Brust ist.

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Einige Zeit später sitzt Alice mit ihren Vorgesetzten von der CIA in einem Restaurant in Montreal, als Gregory hereinkommt und zu einer anderen Gruppe von Agenten geht. Alice wird darüber aufgeklärt, dass es sich bei dem Mann um einen hochrangigen FSB-Agenten handelt. Inzwischen hat auch Gregory Platz genommen. Er und Alice blicken sich nur an, ohne sich zu grüßen. Ob er wisse, was ein Möbius-Band ist, wird Gregory gefragt. Als er „nein“ sagt, nimmt der Fragesteller ein Papierband, verdreht es um 180 Grad und formt daraus einen Ring: „Das Möbius-Band hat weder Vorder- noch Rückseite. Wenn ich mit meinem Finger einmal ganz herumfahre, lande ich auf der anderen Seite.“ Gregory erfährt, dass der FSB im Fall Rostovsky mit der CIA an einem Strang gezogen hat.

Ivan Rostovsky fliegt nach London und beantragt Asyl im Vereinigten Königreich. Als politischer Gegner Wladimir Putins werde er in Russland verfolgt und müsse um sein Leben fürchten, erklärt er.

Sein neuer Sicherheitschef flüstert ihm zu, man habe die „Schlampe“ aufgespürt; sie werde demnächst nach Brüssel reisen.

Ein paar Tage später trifft Alice tatsächlich in Brüssel ein. Während sie in ihrem Hotelzimmer ein Videotelefonat mit ihrem kranken Vater (Michael G. Shannon) führt, wird ihr Tee gebracht. Der Vater sieht, wie sie trinkt und kurz darauf zusammenbricht. Weil er sofort Alarm schlägt und Alice entsprechend rasch ins Krankenhaus gebracht wird, überlebt sie den Anschlag. Allerdings hat das Gift im Tee ihr Gehirn schwer geschädigt.

Zur gleichen Zeit erhält Gregory vom FSB den Auftrag, den USA die Botschaft zuzuspielen, dass Russland im Fall eines amerikanischen Angriffs gegen Iran nicht eingreifen werde. Man hofft, die Amerikaner auf diese Weise in einen weiteren Krieg locken zu können, der sie ebenso wie die Invasionen in Vietnam, in Afghanistan und im Irak teuer zu stehen kommen würde. Gregory soll nach der Übermittlung der Nachricht verhaftet und zum Schein wegen Hochverrats verurteilt werden, um die Glaubwürdigkeit zu erhöhen.

Bevor Gregory den neuen Auftrag ausführen kann, sagt Sandra ihm auf den Kopf zu, er sei Alices Liebhaber gewesen und habe Khorzov ermordet. Dann unterrichtet sie ihn über den Anschlag auf Alice in Brüssel.

Gregory fliegt sofort hin und eilt in die Klinik, in der Alice liegt. Sie wird schwer bewacht, aber er darf unter Saïds Aufsicht zu ihr. Alice sitzt auf dem Bett und starrt vor sich hin. Sie erkennt den Besucher nicht und reagiert weder auf seine Worte noch auf den Anblick des Tattoos auf der Brust. Erst als Gregory sie in seine Arme nimmt, reagiert Alice.