前特勤处美女莱利得到一份新工作，保护美国最有价值的情报资产－脑部植入微芯片的超脑特工加布里，加布里拥有人类和电脑的双重优点，并能用大脑接受电子信息。此时超脑战士制造者卡西迪博士被绑架，绑匪疑是中国特工，博士受胁迫用有缺陷的芯片再造一个女超脑特工。加布里与莱利被擒，二人如何才能逃出魔掌......
人肉炸弹袭击美军阿富汗军营，视察议员惨被炸死。凶手使用一种无法被检出的大威力炸药red-x，加布里发现凶手已经潜入美国，自己失踪的老婆艾米莉亚似乎也陷入其中。人弹再次袭击时，被加布里关入电梯内隔绝电信号而阻止爆炸。但凶手仍留有大量red-x，加布里与莱利探得凶手下一个目标，谁知加布里发现了艾米莉亚，而艾米莉亚却正是第三个人弹。
美国高级女特工因得知内幕良心不安而叛逃，随身带有一个内藏绝密资料的硬盘，到某国大使馆求收留。超脑女战士陈梅潜入加布里脑海探究隐秘，险些毁掉加布里。陈梅闯入某国大使馆杀死大使并掳走女特工，逼问出超脑特工驱动程序。加布里想出在脑中设陷阱，诱捕陈梅摧毁被盗数据的危险方法，在卡西迪博士赞同支持下，加布里就在脑海里了设下陷阱......
两位美国记者被叙利亚军方逮捕，美国前总统赶去斡旋，加布里和莱利随行欲设法救援。经过一番努力加布里闯入监狱见到被囚女记者，方知女记者是中情局间谍，加布里险些破坏了女特工的潜伏任务。于是想帮助中情局完成任务，加布里分析找到出目标，莱利出面拐走目标女科学家，并且加布里与莱利激战叙利亚军警救走女特工。但胜利回归时飞机上却出现了意外......
墨西哥大毒枭赫克托绑架参议员女儿，威胁参议员要求否决美国出售边界侦查卫星与墨西哥。中情局监听参议员通讯得知此消息，莉莲的父亲带领情报局长威德里来向女儿求助，但在交换人质时连莱利也被擒。莉莲从父亲得知大毒枭赫克托竟是前中情局特工以及现在的线人与合作者，并且中情局在加布里救出莱利和参议员女儿时，禁止射杀赫克托。
德克萨斯爆发急性致死传染病，加布里查出病毒携带者竟显示早已被执行死刑。到监狱发现死刑竟是假的，一位有嫌疑的狱警竟向美国国防部五角大楼打电话求助，立即被突如其来的爆炸灭口。搜查嫌犯家时竟然又遭特种部队阻击，加布里和莱利被全副武装的美军包围，欲将二人关在木屋内放火杀害，危急时刻加布里闯出火场，莱利打翻病毒源送往疾控中兴。而用人体做病毒武器实验的美军将军也被莉莲带人抓捕。
人工智能领域的尖端科学家不断被纳米机器人杀害，引起中情局关注。加布里发现科学家们都收到过一个黄色小包裹，内藏纳米机器人，而卡西迪博士的得意门生布赖斯也险些中招导致秘书身亡。布赖斯和加布里查出应与反政府科学家戈登有关，但戈登在审讯室也被纳米机器人杀害。而卡西迪博士也遭纳米机器人入侵垂死，加布里设法冰冻博士让博士处于假死状态，意图骗过纳米机器人使其自动关闭。
美国贪图玻利维亚的矿藏，但支持的反对派领导人接连被暗杀，凶手就是加布里的前战友诺瑞斯，诺瑞斯曾经在战场上救过加布里。而诺瑞斯再次出现在在仅剩的反对派领导人哈维尔安全屋外时，引起了护卫美国特工的紧张，加布里跟踪追击诺瑞斯，在与诺瑞斯激斗一场后，得知有人欲刺杀来与反对派领导人会晤的美国副国务卿。
金康从中国越狱了，带人攻入美国网络战争司令部，绑架了包括莉莲在内的所有人，意图搜寻雅典名单。雅典名单记录了一批能脑内植入智能芯片的儿童。金康射杀人质逼问莉莲等人，但莉莲闭口不答，谁知加布里失忆外加被篡改资料欺骗误导，倒向了金康并帮其找到了存放雅典名单的纸质资料库，卡西迪博士只好拿起枪充作战士看能否解救众人......
受证人保护计划保护的车臣化学家，用剧毒化学品制成大量毒气，威胁整个城市，原来幕后凶手是利用他的真实身份胁迫他办事。在电话里加布里被凶手挑衅，却无法锁定其位置，莱利根据录音里的汽笛声，确定了凶手家的地址。幕后真凶竟是全身瘫痪者，想制造大批与自己同病症的患者来拯救自己，加布里和莱利连忙赶去阻止毒气释放......
