故事主要講述了津海市國安局偵察科科長高天陽（韓庚 飾）發現境外情報組織「夜霧」開發了一款名叫「特工任務」的游戲，他們利用玩家在未知情況下暗中開展間諜活動，甚至與高天陽一起長大的弟弟黃子誠（魏大勛 飾）竟也深陷特工游戲之中。黃子誠在游戲的過程中，邂逅了搭檔姚瑤（李一桐 飾），兩人共同度過一段游戲之旅。正當黃子誠情愫漸生之時，意外發現自己和姚瑤的偶遇，或許並不是一場巧合······游戲的殘酷性，一步步顯現在眾人的面前。高天陽與潛伏在特工游戲中的情報人員吳熙（周放 飾）互相配合，想要破獲間諜組織的秘密。誤入迷局的游戲玩家該如何脫身？國安人員又將如何逐步粉碎間諜組織的陰謀？
