Valerie Plame (Naomi Watts), una agent secreta del departament contra la proliferació d’armes nuclears de la CIA, descobreix que, a diferència del que molts membres del govern nord-americà opinen, l’Iraq no té cap programa actiu d’armes nuclears. Mentre, al seu marit, el diplomàtic Joe Wilson (Sean Penn), l’envien a l’Àfrica per investigar els rumors sobre unes possibles vendes d’urani enriquit a l’Iraq. Després de descobrir que no s’han produït tals vendes, Joe escriu un article al New York Times en el qual resumeix les seves conclusions, deslligant així una acalorada polèmica. La filtració de la identitat secreta de Valerie els comportarà tants problemes i operacions polítiques que posaran en joc la seva reputació, la seva carrera i el seu matrimoni.