电影《超级女特工》告诉我们，真实的女人最美丽。故事发生在二战沦陷后的法国，露薏丝和哥哥皮埃尔加入了神秘组织特勤团，这个是由丘吉尔亲自操控的情报机构。
特勤团的任务就是从德国军方医院中救出一名英国间谍，这名间谍是为诺曼底登陆创造条件的地质学家。因为他在一次行动中受到重伤而住院，估计很快就会暴露他的身份。
露易丝虽然是一名优秀的阻击手，但是军队医院有重兵把守，显然只靠一个人远远不够。于是在很短的时间内，兄妹俩招募到四位女帮手。
分别是已经混入医院的护士玛丽亚、被判死刑的妓女珍妮、擅长制造炸药的法国女兵嘉伊莱，以及纳粹军官海因希的旧情人苏西。
其中，妓女珍妮最开始是拒绝加入的。
因为她不想靠出卖身体，而做着下三滥的事情。但是，露薏丝承诺珍妮，只要完成任务，就给她赦免死刑。经过一番思索，珍妮答应加入。
但在特勤组出发之前，纳粹军官海因希就已经找到地质学家，并查明了对方的卧底身份，并怀疑盟军将在诺曼底登陆的作战计划。
海因希将自己的猜想上报以后，因为没有证据，主掌大权的司令官并没有相信他，还遭到了同僚军官的嘲笑。
海因希并没有气馁，马上火速赶往医院进行再次审问，准备通过严刑拷打拿到证实他想法的证据。
特勤团这边则是兵分三路：一路是露易丝假扮成护士，和玛丽亚潜入医院救人。另一路是珍妮和苏西扮成脱衣舞娘，利用美色吸引医院守军的注意。
最后一路是嘉伊莱在德军汽车和无线电室里都装上了炸药，切断德军追铺和支援的明线。
露易丝凭借超高的业务能力，很快和玛丽亚救出了人质。在逃离的过程中，地质学家将情报写在小纸条上，传给了皮埃尔。
就这样，特勤组完美执行了救人计划。没想到，皮埃尔却没能兑现承诺，他对妹妹露易丝隐瞒了其他任务，因为特勤团根本没打算让她们离开。
但是，露易斯执意要放其他女孩走，和皮埃尔争执了起来。
就在两人争论的时候，海因希根据特勤团飞机停留地的信息，马上带人找到了他们。经过一番激烈的枪战，虽然五个女特工逃脱虎口，但是皮埃尔却被抓获。
露易丝本想杀了皮埃尔，但因为惦记亲情，最终没有扣下扳机。
皮埃尔被抓以后，在他的口袋里搜到了地质学家的纸条，上面写着一个词：“凤凰”。海因希很清楚，这个情报肯定与诺曼底登陆有关。
他对皮埃尔严刑拷打，企图得到“凤凰”代表的含义，以及另外五人的藏身地。但皮埃尔是个老革命，不论使用什么酷刑，始终一言不发。
妓女珍妮得知还有任务时，表现出强烈的抵抗情绪。对珍妮来说，战争与她无关，保命才是最重要的。最后，在露易丝的开枪威胁下，珍妮只能乖乖妥协。
另外一边，海因希靠着在医院里的回忆，确定了露易丝和嘉伊莱的身份。在火车站的出口处，通过照片通缉的方式，抓到了行事不慎的嘉伊莱。
在冰冷的牢房中，嘉伊莱和皮埃尔面对面坐着，德军对她进行了残忍的严刑逼供。
之前意志很坚定的嘉伊莱，却因为受不了酷刑而主动招供，让海因希得到意想不到的情报。
皮埃尔被暴露后，由露易丝负责接收总部的命令，下一个任务就是刺杀海因希。如果他不死的话，将对诺曼底登陆计划产生重大变数。
原来，苏西作为海因希的情人，特勤组故意派她执行后续的计划。
得知真相时，苏西死活不愿意，当场就和露易丝玛丽亚翻脸。没想到，一直和露易丝唱反调的珍妮，因为同情苏西的坎坷爱情，经过一晚上的沟通，竟然说服了苏西。
特勤组的首次刺杀行动是在地铁站里，她们本想利用苏西引诱海因希出现，露易丝用远程射杀他。没想到对方早有准备，在这次行动中，玛丽亚被乱枪打死。
更槽糕的是，刺杀行动失败后，逃离现场的露易丝也被海因希抓到。
而随着露易丝、皮埃尔、嘉伊莱三人相继被捕、玛丽亚被击毙，剩下的就只有两个之前连枪都没怎么拿过的新手，妓女珍妮和海因希的情人苏西。
第二次的刺杀计划是，在苏西和海因希经常约会的酒店，利用美人计杀死海因希，而苏西显然对刺杀情人非常慌张。
原来，苏西与海因希是一对被战争拆散的情侣。因为与德国人相爱而被当成“卖国贼”，她不愿意嫁给海因希。
当两人再次相遇时，苏西对海因希举起了枪。最终因为心软没有开枪，苏西不光暴露了自己的身份，还在旧情人在床上来了一发。随着几声枪响，珍妮看见从酒店中出来的竟然是海因希，苏西的懦弱导致了刺杀行动再次失败。
就在珍妮认为特勤团即将全军覆没的时候，一名德军军官找上了她，原来他也是一名隐藏极深的卧底。他告诉珍妮，露易丝被海因希判了死刑，现在没有人想到会去劫持囚车。
露易丝被救出来后，她想不到勇敢坚持到最后的人，竟然是特勤团中最充满变数的人。
因为海因希晚上就要返回柏林，向司令官证明诺曼底登陆的证据。逼着露易丝当天晚上，就展开了第三次的刺杀行动。
在卧底的帮助下，露易丝混入准备开往柏林的军方火车。这时，珍妮突然走开，对火车边的士兵开枪，吸引到所有人的注意。
珍妮的这个临时计划，既让露易丝没反应过来，也让她对珍妮充满了钦佩。
她望着身后被德军抓获的珍妮，迅速地来到海因希的贴身守卫面前。顺利通过之后，露易丝在站台上喊了声他的名字。
没等海因希反应过来，露易丝就举起枪，干脆利落地干掉了他。随着露易丝在雾中消失的背影，任务完成地出人意料的平静。
几个月后，纳粹宣布无条件投降。望着珍妮被绞死的照片，让我不得不对片中最棒的女间谍致敬。
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