Siglo XXVI. Tras ganar la guerra Civil Galáctica, las dos grandes potencias mundiales, EE.UU. y China, se unen para formar un gobierno totalitario llamado Alianza Universal. El Capitán Malcolm Reynolds es un curtido veterano de la guerra que se gana la vida alquilando su nave, la Serenity y buscando trabajos al margen de la ley. Su única familia es una pequeña y leal tripulación de disidentes y rebeldes. Cuando Malcom embarca a dos nuevos pasajeros, un médico y su inestable hermana, que está dotada de poderes telepáticos, enseguida descubre que ambos son fugitivos de la Alianza y que ésta no se detendrá hasta dar con la chica. Y, en efecto, la tripulación de la Serenity se verá atrapada entre el poderoso ejército de la Alianza y los Ravers, salvajes bárbaros que vagan por los confines del espacio. Así las cosas, empiezan a darse cuenta de que quizá el mayor peligro se encuentra a bordo de la Serenity.
"Me encanta que los planes salgan bien" es la frase identificativa del Coronel Hannibal Smith, el líder de "El Equipo A", una unidad especial de veteranos de la guerra de Iraq, antiguos soldados de las Fuerzas Especiales que fueron acusados de un crimen que no cometieron. Ellos son Hannibal, un experto planificador de misiones ingeniosas que requieren una reacción en una fracción de segundo, habilidades especiales y un equipo de soldados competentes... y excéntricos; Templenton 'Fénix' Peck quien puede conseguir cualquier cosa para las actividades poco ortodoxas y audaces del Equipo; M.A. Barracus, el conductor y músculo del Equipo; y Murdock, un piloto excepcional y loco acreditado. La Capitana Charisa es un antiguo ligue de Fénix que ahora persigue a El Equipo A por un crimen que no cometieron y Lynch es un misterioso agente de la CIA que juega un papel importante en la misión más explosiva del Equipo.
Lisa Reisert (Rachel McAdams) vuela a Miami. Poco después del despegue, Jackson (Murphy), su compañero de asiento, le revela la razón de su presencia a bordo: él es el artífice de un complot para matar al Comisionado de Homeland Security, y Lisa es la clave para llevarlo a cabo. Si ella se niega a cooperar, Jacksón ordenará que maten a su padre. Atrapada en el avión, Lisa buscará desesperadamente una forma de eludir a Jackson y evitar un asesinato inminente.
Un operario despierta atrapado dentro de un submarino. Con la ayuda de un compañero prisionero y un agente, debe correr contra reloj para escapar de la embarcación y exponer a quien lo dejó allí.
La CIA empieza a sospechar que el experto agente Cross (Burt Lancaster) es, en realidad, un traidor que trabaja para el KGB. Se decide, entonces, eliminarlo, pero el plan falla y Cross consigue escapar a Europa. Así las cosas, la agencia contrata a un joven asesino francés llamado Scorpio (Alain Delon) para que acabe con Cross. Se inicia así una frenética caza humana.
Un cazarrecompensas viaja a Londres para capturar a un oficial de la CIA renegado, lo que desata una batalla en la que tendrá que enfrentarse a un compañero exmilitar y su ejército privado.
Después de que un agente de la CIA resulta gravemente herido durante una misión, su esposa, un ex agente de la CIA, se decide a descubrir qué sucedió, una verdad que el director de la CIA quiere ocultar a toda costa.