Tony Wendice, une ancienne gloire du tennis, s'est marié avec Margot pour sa richesse. Mais celle-ci le trompe depuis peu avec Mark Halliday, un jeune auteur de romans policiers. Craignant que sa femme le quitte et le laisse sans le sou, Tony fait appel au capitaine Lesgate et le charge d'assassiner Margot en échange d'une grosse somme d'argent.

1964. Une guerre atomique a ravagé presque toute l'hémisphère nord de la planète. Un sous-marin américain fait alors escale en Australie. Mais les retombées radioactives se rapprochent lentement...

L'organisation criminelle SPECTRE détourne un avion de l'OTAN transportant deux bombes atomiques et réclame une rançon au gouvernement britannique. L'agent secret James Bond est envoyé aux Bahamas à la recherche de Domino, la sœur du commandant Derval, qui pilotait le Vulcan. Celui-ci a en fait été tué et remplacé par un sosie. 007 découvre que l'instigateur de l'opération est un dénommé Emilio Largo, un homme riche et cruel passionné par les requins.

Un ancien espion britannique se retrouve mêlé à un complot visant à renverser le communisme avec l'aide d'un superordinateur.