Wehrlos gegen die sturen Hardliner der Regierung, lebt die russische Agentin Dominika Egorova (J. Lawrence) ein Leben voller Frustration und Angst in ihrem Heimatland und ordnet sich entsprechend nur widerwillig dem „Red Sparrow“-Programm, einer Initiative zur Verführung und Spionage fremder Regierungsmitarbeiter, unter, dem sie eines Tages zugeteilt wird. Allerdings bringt sie gleich ihr erster Auftrag mit dem hochrangigen CIA Agenten Nathaniel Nash (J. Edgerton) zusammen, von dem sich die russische Regierung Information zu einem mutmaßlichen Maulwurf im Kreml erhofft. Doch anstatt lediglich Informationen aus Nash herauszukitzeln, verliebt sie sich tatsächlich in ihn. In der Hoffnung die Dinge in ihrem Land zum Besseren wenden zu können, beginnt Dominika ein gefährliches Spiel als Doppelagentin, das das ungleiche Paar bald schon in höchste Lebensgefahr bringt ...