James Clayton (Farrell) es un prodigioso programador que estudia criptografía no lineal en el MIT y que colabora con un grupo de compañeros para crear Spartacus, un programa de vigilancia que puede esclavizar el hardware audiovisual de cualquier ordenador a través de Internet. Su grupo muestra el software a Dell en una feria del campus, despertando un gran interés por sus usos.

Más tarde, en su trabajo nocturno, James es abordado por Walter Burke (Pacino), un hombre que afirma haber conocido al difunto padre de James y le sugiere que trabaje para la Agencia Central de Inteligencia. Tras una propuesta para reclutar a James en la agencia, éste se niega inicialmente hasta que lo reconsidera como una oportunidad para obtener respuestas al misterioso accidente de avión de su padre en Perú varios años antes.

James pasa el control de seguridad inicial y es enviado en autobús con el resto de su clase a la Granja, en la zona rural de Virginia, donde se entrenan como potenciales agentes. Allí, James se siente atraído por Layla Moore (Moynahan) y rivaliza con Zack (Macht), que es la competencia de James para ser el mejor de la clase.

Una noche, durante un ejercicio de entrenamiento en el que James y Layla son emparejados para seguir a un objetivo, son secuestrados por asaltantes enmascarados y encarcelados donde son torturados psicológica y físicamente durante varios días. Sus interrogadores quieren saber qué ocurre en La Granja y los nombres de los que enseñan allí. Tras resistirse durante días, James se quiebra cuando le cuentan el brutal trato que recibe Layla. Revela el nombre de Burke, momento en el que se revela que toda la experiencia formaba parte del ejercicio que la clase estaba observando, incluida Layla, y que James falló al romperse. Entonces es despedido de La Granja y de la Agencia.

Más tarde, Burke busca a un abatido James y le informa de que su despido formaba parte de una tapadera, ya que ha sido seleccionado como operativo de cobertura no oficial, o "NOC". Le da a James un puesto de entrada de datos de bajo nivel en la Agencia para que pueda acercarse a Layla, que se ha graduado en la Granja y ahora tiene un puesto de oficina más alto en la Agencia que James. Burke le explica que se sospecha que Layla está trabajando con agentes extranjeros para robar secretos de la CIA, concretamente un virus informático altamente sensible llamado "ICE-9" porque se transmite a través de la red eléctrica en lugar de las telecomunicaciones y es capaz de inutilizar fácilmente todos los dispositivos eléctricos del planeta de forma instantánea, comportándose así de forma similar a la partícula de la novela de Kurt Vonnegut La cuna del gato.

James se reencuentra con Layla y ambos comienzan una relación romántica. Mientras pasa la noche en su casa, él revisa su ordenador portátil en busca de pruebas de sus crímenes y ella le planta un micrófono en la solapa de su abrigo de invierno. Más tarde, él es testigo de cómo ella hace una entrega en la estación Union y sigue al misterioso agente que recupera lo que Layla dejó atrás. Los dos terminan en un tiroteo en las vías del tren y el agente, que se revela como Zack, es asesinado.

Creyendo que ambos son traidores, James se enfrenta a Layla, que le dice que Zack era el NOC, no él, y que a ella le encargaron evaluar los protocolos de seguridad de la sede de la CIA porque se temía que alguien más estaba robando material de la CIA.

James acude entonces a una reunión con Burke en la que se enfrenta a éste sobre lo que realmente está ocurriendo. Burke afirma que la muerte de Zack fue fingida, que la pistola que Burke le dio a James está cargada con munición no letal y que todos tienen la intención de reunirse para interrogarlos momentáneamente. Sin embargo, Burke coge a James con la guardia baja y le dispara, fallando por poco pero reventando la luna trasera de su vehículo en el proceso, demostrando que el arma estaba cargada con munición real y que, por tanto, Zack está efectivamente muerto.

Burke persigue a James por el almacén abandonado en el que estaban aparcados, explicándole por el camino por qué ha montado la elaborada mentira para implicarles y encubrir sus propios delitos de venta de secretos de la Agencia a gobiernos extranjeros. Mientras tanto, James ha preparado un portátil con Spartacus, aunque no se ha conectado, pero hace creer a Burke que ha transmitido con éxito su confesión a la Agencia y que ahora está incriminado por todo. Burke destruye furiosamente el portátil y persigue a James fuera del almacén, donde le espera un equipo de ataque de la CIA dirigido por Dennis Slayne (Pruner), otro instructor de la Granja. Burke se lanza a una diatriba, ventilando sus quejas contra la Agencia, creyendo que nunca fue apreciado por todos los sacrificios que hizo en su carrera. Slayne se da cuenta de que es a Burke a quien buscan y ordena al equipo de asalto que apunte a Burke para detenerlo, revelando que originalmente estaban allí para arrestar a James.

Al darse cuenta de que realmente está incriminado, Burke se niega a ser detenido y en su lugar levanta su arma vacía hacia el equipo de asalto que rápidamente le dispara y lo mata. Slayne lleva a James de vuelta al cuartel general para un interrogatorio, mencionando crípticamente en el camino que James estaba destinado a estar en esa línea de trabajo porque "está en [su] sangre", sugiriendo que su padre, de hecho, trabajó para la agencia, a pesar de la negación anterior de Burke.