Xander Cage est un fana de cascades extrêmement dangereuses. Jusqu'à présent, il a réussi à échapper aux mains de la police, mais maintenant, Gibbons (Samuel L. Jackson), un agent de la NSA, force XXX à coopérer avec les autorités pour éviter de faire de la prison. XXX devra s'infiltrer dans un réseau criminel russe, une mission qu'aucun espion conventionnel n'a pus mener à bien. Ainsi, le sort du monde sera entre les mains d'un nouveau type d'agent secret.