El agente invisible es el agente de la CIA Court Gentry (Ryan Gosling), alias Sierra Seis. Sacado de una cárcel federal reclutado por su supervisor, Donald Fitzroy (Billy Bob Thornton), Gentry fue en su día un mercader de la muerte altamente cualificado, autorizado por la Agencia. Pero ahora las tornas han cambiado y Seis es el objetivo, perseguido por todo el mundo por Lloyd Hansen (Chris Evans), un antiguo compañero de la CIA, que no se detendrá ante nada para acabar con él. La agente Dani Miranda (Ana de Armas) le cubre las espaldas. La necesitará.