Natalie, Dylan e Alex (Cameron Diaz, Drew Barrymore, Lucy Liu) são os Charlie's Angels, três agentes secretos que actuam com muito profissionalismo e glamour, para a agência de Charles Townsend.
Desta vez a sua missão é recuperar uns anéis desaparecidos que continham uma valiosa informação sobre o Plano de Protecção de Testemunhas do FBI. A principal suspeita é Madison Lee (Demi Moore), uma antiga colega da agência de Charlie. Depois do assassinato de cinco das pessoas que estavam envolvidas no Plano, só os Charlie's Angels podem deter o criminoso e, para o fazer, terão que utilizar todas as suas armas.