Ein CIA-Agent (John David Washington) wird nach einem Einsatz bei einem Terroranschlag auf die Kiewer Oper enttarnt und überwältigt. Selbst unter Folter weigert er sich jedoch, seine Kollegen zu verraten und nimmt sich selbst das Leben – oder glaubt das zumindest. In Wahrheit hat er so einen ultimativen Test bestanden und dadurch Zugang zu einer supergeheimen Organisation gewonnen, die versucht den Dritten Weltkrieg zu verhindern. Die Mitarbeiter stoßen immer wieder auf Gegenstände aus der Zukunft, die sich rückwärts in der Zeit bewegen – die sogenannte Inversion. Offenbar handelt es sich dabei um eine Kriegserklärung aus der Zukunft, deren Mittelsmann der russische Waffenhändler Andrei Sator (Kenneth Branagh) ist. Gemeinsam mit seinem neuen Partner Neil (Robert Pattinson) versucht der Protagonist, Zugang zu Sator zu erhalten und den Krieg der Zeiten zu verhindern. Eine Möglichkeit scheint Sators Ehefrau Kat (Elizabeth Debicki) zu sein...