Quando uma arma ultrassecreta cai nas mãos de um grupo de mercenários que ameaçam o mundo, a agente da CIA Mace Brown (Jessica Chastain) terá que unir forças para uma missão letal com a agente alemã Marie (Diane Kruger); a ex-membro do MI6, especialista em computadores, Khadijah (Lupita Nyong'o); a psicóloga Graciela (Penélope Cruz), e com Lin Mi Sheng (Bingbing Fan), uma mulher misteriosa que está rastreando todos os seus movimentos. Cheio de adrenalina, ‘As Agentes 355’ apresenta inúmeras cenas de ação ao redor do mundo, dos cafés de Paris e mercados do Marrocos à riqueza e glamour de Xangai.