Dos agentes del FBI están realizando una vigilancia en un almacén. Cuando el senador estadounidense Dennis Darden (Ed Kelly) sale por la puerta, es abordado por un asesino por la espalda que le corta el cuello y escapa. Los agentes acuden rápidamente al lugar de los hechos y encuentran al hombre muerto. Sin embargo, no pudieron identificar al asesino ya que cometió el asesinato en la oscuridad. Más tarde, los agentes de la CIA llegan a la escena y se hacen cargo.

El agente retirado Paul Shepherdson (Richard Gere) es convocado por el director de la CIA Tom Highland (Martin Sheen) para que investigue el asesinato. Le presentan a un joven agente del FBI, Ben Geary (Topher Grace), que es un experto en un antiguo operativo soviético conocido como Cassius. Geary cree que Cassius es el asesino debido a su característico método de corte de garganta (garrote).

Paul y Ben visitan a Brutus (Stephen Moyer), uno de los protegidos de Cassius, que está encerrado en prisión, para conocer el paradero de Cassius. Le proporcionan una radio y se marchan. El prisionero se traga las pilas de la radio y finge un envenenamiento/malestar estomacal. Al llegar a un hospital, regurgita y escupe las pilas, domina al personal médico y escapa. En el garaje del sótano, es atacado por Paul, que se revela como el propio Cassius, el mismo agente que había entrenado previamente al fugitivo. Cassius le corta el cuello. A continuación, se dispone a eliminar también a Ben, pero se detiene al ser interrumpido por la esposa de éste: Cassius es incapaz de asesinar a Geary delante de su familia. Al investigar la escena del crimen, Ben empieza a sospechar cada vez más de Paul. Mientras tanto, un terrorista y asesino ruso, Bozlovski (Tamer Hassan), ha entrado en los Estados Unidos.

A medida que la investigación se profundiza, Paul advierte a Ben de que se retire, debido a la posibilidad de que se haga daño no sólo a él sino a su familia. Ben, que se ha obsesionado con la idea de que Paul es Cassius, inicia su propia investigación paralela. Mientras tanto, Paul intenta contactar con Bozlovski en una fábrica de la que escapa tras un intenso tiroteo. Ben examina otro asesinato a degüello de un socio de Bozlovski en el mismo lugar y ahora está convencido de que Paul es realmente Cassius.

Ben reconstruye los acontecimientos de la vida de Paul y determina que no sólo es realmente Cassius, sino que está asesinando sistemáticamente a las personas implicadas en la muerte de su mujer y su hijo, que fueron asesinados por Bozlovski.

Paul ha localizado a Bozlovski en el almacén de un astillero. Un rato después, Ben también llega al edificio. Tras ser confrontado con las pruebas, Paul confiesa todo. Paul entonces confronta a Ben con el hecho de que éste es un espía ruso, lo que Paul supo en una de las entregas de informantes de Ben. Es capaz de convencer a Ben de que Bozlovski es la verdadera amenaza. Cuando Ben revela que tiene planes de volver a Rusia cuando todo esto termine, Paul intenta convencerle de que se quede en el FBI y con la familia a la que ha llegado a querer.

Juntos persiguen a Bozlovski dentro del almacén del astillero. Bozlovski ataca a Paul y a Ben, y en el subsiguiente forcejeo, un Paul herido de muerte degüella a Bozlovski con su garrote-reloj. Sin embargo, el propio Paul sucumbe más tarde a sus propias heridas. Como único testigo, el agente del FBI Ben transmite el incidente a sus superiores y afirma que Bozlovski era Cassius, asegurando así la reputación de Paul y reconociendo su heroísmo. Cuando Ben se marcha, el director de la CIA, Highland, le pregunta si alguna vez se plantearía trabajar en la CIA.

La película termina con el regreso de Ben a su casa como un hombre que ya no es un agente doble.