Sydney Bristow viene reclutata al college allo scopo di lavorare per una divisione segreta della CIA denominata SD-6. Ma la sua vita viene completamente sconvolta il giorno in cui il suo fidanzato muore proprio per mano degli uomini della SD-6 e suo padre le rivela che in realtà la sezione segreta con la quale sta collaborando è il nemico. Sydney diviene un'agente della CIA che lavora per entrambe le parti facendo il doppio gioco.
Una volta eliminata la minaccia della SD-6, Sydney continua a collaborare con i Servizi Segreti per sventare nuove cospirazioni internazionali, come il misterioso gruppo della Convenzione. Ma nel mondo degli agenti segreti niente è mai come sembra ed ogni verità nasconde altri misteriosi segreti, che coinvolgono Sydney a livello personale e sul lavoro.
Adesso, Sydney e i suoi colleghi fanno parte di una divisione segreta della CIA denominata APO. Questa sezione, svincolata dai rigidi protocolli che regolano le operazioni dei Servizi Segreti, è diretta da Arvin Sloane, che Sydney ha deciso di tenere d'occhio.