CIAの極秘プログラム“トレッドストーン計画”によって生み出された最強の暗殺者、ジェイソン・ボーンが、ロンドンで新聞記者に接触しようとしていた頃。ボーンと内部調査局のパメラ・ランディ（ジョアン・アレン）の告発によって計画が明るみに出ることを恐れたCIA本部では、国家調査研究所のリック・バイヤー（エドワード・ノートン）が証拠隠滅のために全プログラムの抹消を命じる。一方、アラスカのCIA訓練地では、“アウトカム計画”によって生み出された暗殺者、アーロン・クロス（ジェレミー・レナー）が訓練を積んでいた。薬の服用を義務づけられていた彼は、相次ぐ予定変更によって自分の身に迫る危険を察知する。彼の体調を管理しているステリシン・モルランタ社では、突然、職員が銃を乱射。居合わせたマルタ・シェアリング博士（レイチェル・ワイズ）は九死に一生を得るが、研究所で行なっていたことに事件の原因があると知っていた彼女に、再び危機が迫る。