Dentro de un club con poca luz en lo profundo de la soleada Grecia, el astuto, apuesto y valiente agente secreto Aubrey Argylle (Henry Cavill) está poniendo los movimientos (literal y figurativamente) sobre el terrorista LaGrange (Dua Lipa), miembro de una organización de espías malvada conocida como la División. De repente, ella revela que su tapadera ha sido descubierta. Al intentar perseguir a Lagrange, Argylle queda devastado al ver que un miembro de su equipo, la maestra de la tecnología Keira (Ariana Debose), aparentemente ha recibido un disparo mortal. Con la orden de su superior, Fowler (Richard E. Grant), de continuar la persecución, Argylle finalmente toma ventaja gracias a su fiel compañero, Wyatt (John Cena). Pero las cosas empeoran cuando LaGrange revela que Fowler es secretamente el jefe de la División, además de los buenos. LaGrange se suicida, Argylle y Wyatt cortan la comunicación con Fowler y se preguntan cuál será su próximo paso.
En el primero de muchos tirones de alfombra dentro de «Argylle», se revela que el incidente fue solo la narrativa ficticia del Libro 4 de la serie de novelas «Argylle», escrita por la exitosa autora Elly Conway (Bryce Dallas Howard), una mujer que recurrió a escribiendo después de un debilitante accidente de patinaje sobre hielo. A pesar de estar notablemente soltera (a excepción de su gato, Alfie), Elly se describe a sí misma como una persona que tiene una relación con su trabajo y rechazó una cita para poder trabajar en el Libro 5. Al terminar el manuscrito, Elly se despierta y ve que su madre, Ruth (Catherine O’Hara), ya lo leyó y no está satisfecha con el final «evasivo» del libro, como sólo una madre podría estarlo. Prometiendo a su madre que se reunirá con ella durante el fin de semana y discutirá un nuevo capítulo final, Elly aborda un Amtrak para viajar a casa, dado su miedo a volar.
A bordo, la molesta un insistente «fan» de sus libros, Aidan (Sam Rockwell), quien pronto afirma que es un verdadero espía y dice que ella está en peligro. Elly es repentinamente atacada por numerosos asesinos y solo puede escapar gracias a la ayuda de Aidan mientras el dúo se lanza en paracaídas del tren.