佩吉·卡特曾是美国队长二战时期的恋人，也是漫威特别短片《卡特探员》中的绝对主角。1946年，随着电影《美国队长》的故事落幕，佩吉的平静生活被彻底打破——当在海外浴血奋战的军人们纷纷重返家乡，这位曾叱咤风云的女特工却发现自己被彻底边缘化。她战后就职于美国战略科学军团（SSR），虽身为顶尖特工，却长期得不到重用，频频沦落为端茶倒水的文秘角色，每次任务中仅被分派接电话的琐碎工作。如今，她不得不在三个截然不同的身份之间艰难寻找平衡：应付官僚作风严重的日常管理工作，为陷入危机的霍华德·斯塔克执行秘密任务，以及适应当时社会对单身女性的刻板要求。百万富翁发明家兼花花公子霍华德·斯塔克被控向敌方贩卖武器，其部分致命武器赫然出现在黑市与敌方军械库中。SSR局长杜里誓言要将斯塔克绳之以法，而佩吉却坚信斯塔克绝不叛国。然而，她的力排众议换来的却是同事们的嗤之以鼻与冷嘲热讽，唯有在战争中失去一条腿的苏萨特工挺身为她打抱不平。在餐厅向好友安吉倾诉内心的愤懑时，佩吉收到了一张神秘的餐巾纸留言。如约赶至暗巷的她，竟见到了失踪已久的斯塔克及其管家埃德温·贾维斯。斯塔克坦言自己的叛国罪名系遭人诬陷，其放置武器发明的秘密保险库失窃，危险发明已被洗劫一空。他恳请佩吉在SSR内部暗中接应，助他洗刷冤屈。尽管深知一旦败露便会被扣上叛国罪名，佩吉最终还是毅然接下了这一隐秘任务。斯塔克留下管家贾维斯作为她的搭档，但这位气场强大的女特工很快便证明，自己根本不需要任何保镖。与此同时，斯塔克的失窃发明中包含一种极度危险的硝化物分子式武器，正被不明势力用于破坏。她以为自己一生中唯一爱过的男人——史蒂夫·罗杰斯（美国队长）已经牺牲……她哪里知道，此刻的他正被冰封在茫茫北极的冰层之中！在强忍悲痛、隐藏真实身份的同时，佩吉还需在暗中与邪恶组织Zodiac及其暗流涌动的致命威胁展开全力对抗。