En 1979, la embajada estadounidense en Irán es tomada por manifestantes que estaban cabreados con los Estados Unidos por dar asilo a su Shah derrocado. Mientras la embajada es asaltada, 6 trabajadores estadounidenses escapan del edificio y encuentran refugio en la casa del embajador canadiense y su esposa, que los esconden como huéspedes.

El Departamento de Estado de EE. UU. acuerda a regañadientes un plan de la CIA, preparado por el ex especialista en filtración Tony Mendez (Ben Affleck), para sacar a los 6 americanos con documentos falsos que los harán pasar como un equipo canadiense de exploración de lugares para una película de ciencia ficción ("Argo"). Se genera toda una compañía de producción, oficinas, castings y comunicados de prensa para que parezca que la película esta en preproducción.

Méndez llega mientras los canadienses se preparan para cerrar su propia embajada y los 6 no tendrán otro lugar de refugio. Deben conocer sus nuevas identidades y estar preparados para el interrogatorio en menos de 2 días.

El jefe de Méndez llama para avisarle la noche antes de la salida del grupo de que es demasiado arriesgado, ya que se planea una misión de rescate militar para asaltar la embajada de EE. UU. y rescatar a los otros 52 rehenes que se encuentran allí. Méndez se acuesta durante la noche, luego notifica a su jefe que tiene la intención de completar la misión.

El grupo es retrasado, detenido e interrogado brevemente, pero una llamada a la "compañía de producción" verifica que la tripulación está explorando lugares en el extranjero, y se les permite subir a su vuelo SwissAir fuera de Teherán ... sobre el tiempo que los iraníes descubra que el "equipo de filmación canadiense" está formado por estadounidenses que faltan en la lista de empleados de la embajada. El vuelo se escapa de forma segura.

Los 6 estadounidenses son recibidos como héroes; Méndez se reconcilia con su mujer y es condecorado con honores por su trabajo.