Garso takeliu įtraukiantis ir nė minutei neleidžiantis atsikvėpti veiksmo trileris nukels į dvigubais agentais knišbždantį Berlyną, kuomet, ore jau tvyrojo didžiulių permainų nuojauta. Tarp Rytų ir Vakarų padalintame mieste kažkas nužudo slaptosios britų tarnybos MI6 agentą bei pasisavina itin slaptą ir kompromituojantį dvigubų agentų sąrašą. Išnarplioti susidariusios situacijos ir išgelbėti slaptosios tarnybos agentų tapatybes (o tuo pačiu – ir gyvybes) į Berlyną išsiunčiama geriausia MI6 agentė Lorena Broton (aktorė Charlize Theron), žinoma „Atominės blondinės” slapyvardžiu.
Vienintelis žmogus, kuriuo ji gali pasikliauti svetimoje šalyje, apsupta priešų, yra vietinio britų žvalgybos biuro vadovas Deividas (akt. James‘as McAvoy‘us). Iš pirmo žvilgsnio – grubus ir netašytas, Deividas pasirodo besąs neįkainojamas partneris ir pagalbininkas. Pasitelkusi visus savo sugebėjimus ir nuolat žiūrėdama mirčiai į akis, Lorena ima sekti dar karštais šnipų-žudikų pėdsakais. Mirtinose lenktynėse su laiku ir už kiekvieno kampo tūnančiu priešu, Atominė blondinė privalo įvykdyti užduotį, išgelbėti Vakarų žvalgybą nuo sutriuškinimo ir atstatyti trapią pasaulio jėgų pusiausvyrą.
