Uma agente, Valerie Plame, inserida no departamento de planeamento de defesa nuclear da CIA descobre que, contrariamente à convicção de muitos no governo americano, o Iraque não possui nenhum programa de armas nucleares. Entretanto, o marido de Valerie, Joe (SEAN PENN), é enviado a África para investigar rumores de uma eventual comercialização de urânio enriquecido ao Iraque. Ao descobrir que tais negócios nunca existiram, Joe escreve um artigo no New York Times frisando as suas conclusões, o que despoleta uma verdadeira tempestade de controvérsia. Rapidamente a identidade secreta de Valerie é desvendada, entre outros, a jornalistas prestigiados de Washington. Será uma infeliz coincidência ou uma campanha engendrada para retaliar contra o seu marido? A descoberto e com uma série de contactos internacionais debilitados, Valerie é empurrada para o ponto de rotura da sua carreira, vendo também a sua vida privada entrar em colapso. Amigos e família ficam indignados, afastando-se dela. Valerie começa a receber ameaças de morte anónimas e o negócio de Joe estagna. Após 18 anos trabalhando em prol do governo, Valerie - uma mãe, uma esposa e uma agente com um historial imaculado - luta agora para salvar a sua reputação, carreira e casamento.