Bond enttarnt und tötet den als trauernde Witwe verkleideten Jacques Bouvar, einen Agenten der Verbrecherorganisation Phantom (im englischsprachigen Original S.P.E.C.T.R.E.), nach dessen vorgetäuschter Beerdigung in Bouvars Villa. Daraufhin flieht er mit Hilfe eines Raketenrucksacks vor den herannahenden Anhängern zu seinem Auto.
Im Hauptquartier in Paris treffen einander die führenden Männer der Verbrecherorganisation unter der Führung von Ernst Stavro Blofeld. Er beabsichtigt, unter der Projektführung von Emilio Largo, eine Lösegeldsumme von der NATO in Höhe von 280 Millionen US-Dollar zu erpressen. Um den Plan auszuführen, hat sich Graf Lippe in Südengland in einem Hotel in der Nähe eines NATO-Stützpunktes einquartiert. Zufällig befindet sich Bond zur Erholung im selben Hotel. Lippe versucht, Bond auf einer Dehnungsbank, an die er vorher zu medizinischen Zwecken festgebunden wurde, zu töten, indem er das Gerät auf volle Leistung stellt. Bond wird allerdings lediglich bewusstlos und überlebt den Anschlag.
Kurz darauf tötet Lippe zusammen mit seinem Söldner Angelo und der Spectre-Auftragskillerin Fiona den NATO-Piloten Francois Derval und stiehlt ihm den Ausweis, so dass der Söldner, dessen Aussehen durch kosmetische Operationen dem des Getöteten zuvor angenähert wurde, problemlos in den NATO-Stützpunkt eindringen kann. Dort entführt er ein Flugzeug vom Typ Avro Vulcan, das mit zwei Atombomben ausgerüstet ist, tötet die Besatzung und fliegt die Maschine zu Largo. Dort wird Angelo nach der Auftragserfüllung umgebracht und die nuklearen Waffen werden im Meeresboden eingelagert.
In seinem Zimmer sieht Bond zeitgleich Menschen mit einer Leiche das Hotel betreten. Er verfolgt diese und findet die Leiche des Piloten auf der Dehnungsbank. Er wird beinahe von einem Phantom-Agenten getötet, kann ihn jedoch überwältigen und den Feueralarm einschalten.
Am nächsten Morgen reist Bond von seinem Hotel zu einem MI6-Quartier ab. Dabei kommt es zur Verfolgungsjagd mit Phantom-Agenten. Er kann die Gegner jedoch ohne großen Aufwand überwältigen. Im Quartier erfährt Bond vom Verlust der Atombomben. Die Phantom-Organisation stellt ihre Forderung, sie droht bei Nichterfüllung eine Stadt im Vereinigten Königreich oder in den Vereinigten Staaten mit den Atombomben zu vernichten. Durch seine Recherchen findet Bond heraus, dass er in Nassau tätig werden muss. Er folgt dort einer Frau namens Domino, Dervals Schwester, beim Tauchen und geht mit ihr essen. Am Abend besucht Bond ein Casino und trifft dort auf Largo, der mit Domino zusammen ist. Largo und Bond kennen einander und spielen gegeneinander Baccara. Largo lädt Bond auf sein Landhaus Palmyra ein.
CIA-Agent Felix Leiter und Bond treffen in Nassau auf Q. Dieser rüstet Bond mit einem Geigerzähler in Form einer Uhr, einer Unterwasserkamera, die Infrarotaufnahmen bei Nacht machen kann, einer Miniaturleuchtpistole und einem Schnorchelstäbchen, das eine defekte Sauerstoffflasche ersetzen soll, aus.
In der Nacht versucht Bond die Radioaktivität der Disco Volante, der Yacht von Largo, zu messen, da er die Atombomben dort vermutet. Er kann dies jedoch nicht bestätigen. Auf dem Rückweg zum Hotel wird er von Fiona aufgelesen, welche im selben Hotel wohnt.
Während eines Flugs erkunden Bond und Leiter Largos Landgut und entdecken bei ihm ein Haifischbecken. Daraufhin folgt Bond dessen Einladung.
In der Nacht bricht Bond in Largos Haus ein. Allerdings bemerken Largos Männer den Einbruch und es kommt zum Zweikampf zwischen Bond und einem feindlichen Mann, wobei beide ins Haifischbecken stürzen. Largo schließt dieses mit einer elektrisch ausfahrbaren Plane ab und hetzt die Haie auf beide. Bond tötet seinen Gegner, holt die benötigte Luft mit dem Schnorchelstäbchen und flieht durch einen Tunnel in das Becken, aus dem die Haie kamen. Von dort gelangt er unerkannt zurück an Land.
In seinem Hotelzimmer wartet Fiona auf Bond, welche mit ihm zuerst eine Liebesnacht verbringt, ihn aber mit der Hilfe von einigen Männern zu Largo bringen soll. Doch Bond entkommt, als er den Wagen mit einer Flasche Hochprozentigem in Brand setzt und im Gewühl des Karnevals verschwindet. Er wird am Bein angeschossen und die Bösewichter folgen seiner Blutspur bis in einen Nachtklub. Dort wollen Largos Männer Bond erschießen, doch sie treffen nicht ihn, sondern Fiona, welche Bond zu einem Tanz aufgefordert hatte.
Auf der Suche nach dem entführten Flugzeug mit Leiter entdeckt Bond in der Nähe von Largos Landgut die getarnte Avro Vulcan. Bond taucht nach ihr, nimmt Beweismaterial für den Tod von Dominos Bruder mit und stellt das Verschwinden der Bomben fest. Da er hofft, dass Domino vom Aufenthaltsort der nuklearen Waffen weiß, sucht er sie auf, und sie kann von Bond überredet werden, gegen Largo zu arbeiten.
Währenddessen geht Bond mit an Bord der Disco Volante, die die Bomben aufladen soll. Während des Ausbuchtens der Bomben wird Bond von Largo enttarnt und kämpft mit ihm unter Wasser. Zwar kann er entkommen, wird aber in einem Lagerraum unter Wasser eingeschlossen. Wieder zurück auf der Disco Volante merkt Largo, dass Domino gegen ihn arbeitet, fesselt sie und will sie foltern. Vorher erscheint jedoch Dr. Kutze, der ihn zur Abfeuerung der Waffen holt.
Bond findet sich derweil in einer Bucht wieder. Dort sendet er einem Hubschrauber, auf dem sich Leiter befindet, ein Signal und wird von ihm an Bord geholt. Von einem Flugzeug aus springen mehrere Agenten ins Meer, die mit Harpunen und Dolchen die Feinde, die ebenfalls unter Wasser und ähnlich ausgerüstet sind, bekämpfen. Kurz darauf kommt auch Bond, der aus dem Hubschrauber springt, den Geheimdienstmännern zu Hilfe. Zusammen können sie die Feinde besiegen.
Kutze, der zuvor Largo geholt hat, befreit Domino von den Fesseln. Bond geht zeitgleich an Bord der Disco Volante. Dort kommt es zum Kampf zwischen ihm und Largo, der Unterstützung von seinen Männern erhält, wobei Bond das Boot auf Höchstgeschwindigkeit bringt. Die Anhänger von Largo lassen sich zwar schnell besiegen, allerdings besiegt Largo nach einem erbitterten Kampf Bond und hat im Sinn, ihn zu töten, als plötzlich Domino auftaucht und ihn mit einer Harpune erschießt. Noch im letzten Moment können Bond, Domino und ihr Retter vom Boot fliehen, bevor es an einem Felsen zerschellt.
Nun mitten im Meer, wirft ein Flugzeug Domino und Bond ein Rettungsfloß und ein Seil ab, das an einem Heliumballon festgemacht wurde. Beide machen sich daran fest und heben durch das Flugzeug, das das Seil auffängt, ab.
Sean Connery: James Bond
Claudine Auger: Dominique 'Domino' Derval
Adolfo Celi: Emilio Largo
Luciana Paluzzi: Fiona Volpe
Rik van Nutter: Felix Leiter
Guy Doleman: Graf Lippe
Molly Peters: Patricia Fearing
Martine Beswick: Paula Caplan
Bernard Lee: M
Lois Maxwell: Miss Moneypenny
