傑森包恩自從在巴黎逃出中情局的掌控後,與女友瑪麗克魯茲隱居在印度果阿;包恩在期間始終夢見自己斷層記憶中的刺殺對象而無法入睡,開始通過夢境利用筆記本記下刺殺對象的名字。在德國柏林市,中情局副主管潘蜜拉蘭迪在監視一場資料交易任務時,一名俄羅斯安全局的刺客克瑞爾偷偷潛入交易現場,在電源上安裝塑膠炸彈、並在其中一個炸彈上留下一個包恩的指紋。在電源消失一瞬間,克瑞爾將兩名交易人員射殺,將所有交易的錢與資料全部拿走,造成潘蜜拉的交易任務失敗。
克瑞爾將所有取得的錢財與文件交給自己的雇主—俄羅斯石油大亨尤里格列特科夫,尤里隨後命令克瑞爾前去果阿刺殺包恩以解決後患。克瑞爾一到果阿就用照片問出包恩的住址,但包恩卻搶先注意到他形跡詭異,立即開吉普車帶著瑪麗逃跑。克瑞爾發現追不上便拿出狙擊槍,但卻未料到包恩和瑪麗在車中換了位置,導致開出去的子彈打中坐在駕駛座的瑪麗,使得吉普車掉進河裏。包恩在水中雖然全力搶救,但發現眼前的愛人瑪麗早已死去,最後只能看著她的遺體慢慢飄向遠方。
克瑞爾在橋上看著車沉入河底而認定包恩已死,回到莫斯科後向尤里彙報任務完成。包恩上岸後爲瑪麗造了墓,也決定抓出幕後黑手來為愛人報仇。此時,潘蜜拉的人馬在交易現場採集到指紋,在資料庫比對時發現指紋資料來自於已經關閉的「絆腳石計劃」,得到局長的批准後查出指紋屬於傑森包恩。潘蜜拉隨後翻出絆腳石計劃的所有資料、人員,包括被射殺的主管亞歴山大康克林,以及關閉計劃的副局長華德艾畢;隨後與衆人召集起來為自己的這次失敗交易與包恩的聯繫,介紹中情局七年前有一筆二千萬資金在運送時失蹤,而俄羅斯政客弗拉基米爾奈斯基向他們透漏是內部人士所爲,而奈斯基卻在會面前被射殺身亡。這次好不容易才尋回奈斯基失蹤的文件,交易過程中卻還是被人破壞,兩者的兇手都是還在訓練階段的包恩。
包恩在進入義大利那不勒斯機場時,故意用自己的護照而被攔下,引來一名美國領事館的軍官審問。軍官後來與中情局通話後瞭解到包恩是通緝犯,剛要舉起手槍時,包恩在同一時間搶先將軍官打昏,也在他的手機裏加裝晶片竊聽器及偷走他的汽車。軍官醒來後與潘蜜拉報告,潘蜜拉只能對他透漏關於柏林的暗殺行動,而一切也被包恩利用竊聽器監聽到。潘蜜拉隨後坐飛機前往柏林查案,但在走前召來了康克林的秘書—丹尼佐恩、以及絆腳石計劃的女聯絡員—妮基帕森斯。包恩到德國慕尼黑去找記憶中絆腳石計劃的一名人員—賈達。賈達說康克林已在兩年前就被射殺,趁包恩不注意時企圖襲擊他,而包恩利用電線將賈達勒死,也在離開前將賈達的房子炸毀。
包恩隨後利用電話知道了潘蜜拉等人住的酒店,也跟隨潘蜜拉來到柏林分部,而包恩在分部的對面大樓頂樓利用狙擊槍進行觀望,也親自打電話給潘蜜拉,包恩對潘蜜拉說明打算過去,但卻命令在辦公室的妮基過去跟他會面。妮基隨後在包恩的命令下進入抗議人群,包恩也在人群中帶走妮基,也對她表明瑪麗的死,原本打算問出關於俄羅斯政客的事情後打算處決她,但卻無法下手。妮基隨後被華德的人搭救,而包恩安然逃離,潘蜜拉也決定將包恩列入德國柏林通緝令。當晚,包恩來到圖書館查找所有關於奈斯基的案件資料,也在報道上得知了他的死亡地點為貝瑞克酒店。此時丹尼帶著華德來到交易現場的電源區,也向他表明包恩可能與這件事毫無關係,但華德卻一刀捅死了丹尼。
包恩來到德國貝瑞克酒店的645號房,也是當初自己殺死奈斯基夫婦的房間,但酒店工作人員從通緝令上認出包恩而呼叫了德國聯邦警察,而包恩經過大批警察的追捕後逃跑。潘蜜拉在房間查看後發現這是奈斯基夫婦的死亡地點,得知丹尼佐恩的屍體被找到而決定重啟謀殺案的調查。華德回到酒店後打給和自己合作的尤里,尤里在電話中決定終止兩者合作而將電話掛掉。華德在恐慌下發現包恩已經來到自身後,也對包恩供出自己在七年前幫助尤里偷走中情局的二千萬而從中得利,但卻因爲奈斯基的透漏而命令康克林將他解決。而到了今日,奈斯基的文件再度被發現,文件中也有對自己不利的資料,於是只能再度與尤里合作。華德表明瑪麗的死是意料之外,但也將她的死全部怪罪到包恩身上;包恩在氣憤之下掏槍,思考了一下後說「她(瑪麗)不會希望我這麽做的,這是你唯一還活著的原因!」。包恩離開後,華德在潘蜜拉趕回來時,宣稱自己是個愛國者而且不後悔,最後舉槍畏罪自殺。
包恩將華德的犯罪招供錄音對話寄給潘蜜拉,隨後坐火車前往莫斯科。而刺客克瑞爾在尤里的通告下發現包恩還活著,也得到包恩已來到莫斯科的情報而前去暗殺。克瑞爾跟隨被他打中肩膀的包恩後發現他已經開車逃跑後也開車前去追趕,但兩人的汽車卻在隧道裏遭遇車禍。包恩逃出汽車後發現克瑞爾已頭破血流、困在車中,原本有機會可以殺他而爲瑪麗報仇,但卻沒有開槍。包恩來到奈斯基的家中而見到了奈斯基的女兒艾琳娜奈斯基,向她表明自己殺死了他的父母,也對他說「當妳所愛的人被奪走時,妳就會去尋找真相!」包恩向她表示自己的歉意後離開。另一邊,由於潘蜜拉提供的證據,尤里也被逮捕,而奈斯基夫婦的謀殺案也正式結案。
六星期後,包恩來到美國紐約市和潘蜜拉打了電話,潘蜜拉爲了華德的犯罪證據磁帶而向他致謝,也向他爲了在柏林的事情而致歉。原本包恩剛要掛電話,但潘蜜拉卻告知了包恩,他的本名為「大衛韋伯」,出生於1971年4月15日。潘蜜拉試圖邀請他來一次會談,但包恩卻在離開前,站在了對面大樓對她說「妳該休息了,妳看起來很累了。」