在《007：大破量子危机》中，詹姆斯•邦德（丹尼尔•克雷格）的历险故事紧接之前一集《007：大战皇家赌场》而继续。 

在前一集中，爱人维斯佩的背叛激发了007的怒火，甚至在执行最新任务的过程中也不得不努力克服个人感情，以免把这次任务变成个人恩怨。通过007与M（朱迪•丹奇饰）对白先生（杰斯佩尔•克里斯腾森饰）的审问，得知维斯佩是被一个罪恶组织所要挟，而这个组织的危险性与复杂性是任何人所难以想象的。 

另一方面，英国情报人员在对军情六处的一个叛徒进行调查后，发现了一个在哈依奇岛设立的银行账户。在哈依奇岛，邦德因为一场误会，结识了美女卡米丽（欧嘉•柯瑞兰蔻饰）。性感迷人的卡米丽脾气不好，内心被外人所不知的复仇欲控制。 

通过卡米丽，邦德接触到一个叫多米尼克•格林（马提厄•阿马立克饰）的商人。他冷酷无情，操纵着一个强大的神秘组织。跟着这些线索，邦德奔波于奥地利、意大利和南美等地。 

在调查中，邦德逐渐发现，格林正在实施一个惊天阴谋：联手波利一位已被政府驱逐的梅德拉诺将军（乔昆•科西奥饰），达到全面控制全世界最重要的自然资源的目的。格林不仅情报灵通，而且人脉极广，美国中央情报局和英国政府都与他有见不得光的肮脏交易。格林已向他的合作伙伴梅德拉诺将军承诺将推翻波利合法政府，由梅德拉诺将军取而代之。 

在随时随地有可能遭遇背叛、谋杀和骗局的情况下，邦德与老搭档一道，逐渐逼近事实真相。而邦德发现，随着他逐渐查明造成维斯佩背叛的罪魁祸首，要想成功揭露格林的险恶计划，阻止“量子”组织的犯罪活动，最终挫败这个惊天阴谋，他不仅要比中央情报局、恐怖分子领先一步，而且在关键时刻，他还必须越过顶头上司M女士采取行动……