少年時代を過ごした”スカイフォール”で焼け残った写真を受け取ったボンド（ダニエル・クレイグ）。その写真に隠された謎に迫るべく、M（レイフ・ファインズ）の制止を振り切り単独でメキシコ、ローマへと赴く。そこでボンドは殺害された悪名高い犯罪者の元妻であるルチア・スキアラ（モニカ・ベルッチ）と出逢い、悪の組織スペクターの存在をつきとめる。

その頃、ロンドンでは国家安全保障局の新しいトップ、マックス・デンビ（アンドリュー・スコット）がボンドの行動に疑問を抱き、Mが率いるMI6の存在意義を問い始めていた。ボンドは秘かにマネーペニー（ナオミ・ハリス）やQ（ベン・ウィショー）の協力を得つつ、スペクター解明のてがかりとなるかもしれないボンドの旧敵、Mr. ホワイト（イェスパー・クリステンセン）の娘マドレーヌ・スワン（レア・セドゥ）を追う。

死闘を繰り広げながらスペクターの核心部分へと迫る中、ボンドは追い求めてきた敵と自分自身の恐るべき関係を知ることになる－。