Maxwell Smart, un espía muy intelectual pero torpe que trabaja para la agencia CONTROL, tiene la tarea de prevenir un ataque terrorista de la agencia espía rival KAOS.
La agente del FBI Gracie Hart (Sandra Bullock) aparece poco después de haber logrado frustrar un atentado contra el concurso de belleza para elegir a Miss Estados Unidos. Esta vez, como Miss Simpatía, es propuesta para una entrevista en Las Vegas y se le proporciona una agente de seguridad con la que, rápidamente, sufrirá más de un encontronazo. Pero un inesperado secuestro del presentador y de una de las concursantes, amiga íntima de Gracie, le apartará de su cometido para, como agente del FBI, intentar rescatar a las víctimas, todo ello a pesar de la prohibición expresa de sus jefes.