Abertura: A Perseguição em Istambul
O filme começa com James Bond (Daniel Craig) em missão em Istambul, Turquia, ao lado da agente Eve Moneypenny (Naomie Harris). Eles perseguem um mercenário chamado Patrice (Ola Rapace), que roubou um disco rígido contendo a identidade de agentes secretos infiltrados. A perseguição atravessa mercados e telhados até culminar em cima de um trem em movimento.
Enquanto Bond luta com Patrice, M dá ordem pelo rádio para que Eve atire, mesmo sem ter um ângulo claro. O disparo acerta Bond, que cai da ponte para o rio e é dado como morto. Essa abertura mostra a falha da MI6 e a aparente perda de seu melhor agente.
O Ataque ao MI6
Com Bond desaparecido, M (Judi Dench) enfrenta pressão do governo britânico, especialmente de Gareth Mallory (Ralph Fiennes), presidente do Comitê de Inteligência e Segurança, que sugere sua aposentadoria.
De repente, a sede do MI6 em Londres é alvo de uma explosão remota. O ataque é um recado direto para M: seu passado voltou para assombrá-la. Enquanto isso, Bond, vivo, passa dias se escondendo em um vilarejo à beira-mar, entregue ao álcool e ao cansaço.
Ao ver a notícia do atentado, ele decide retornar. Apesar de fisicamente enfraquecido e falhando nos testes de aptidão, M o reintegra — pois confia apenas nele para enfrentar a ameaça.
A Investigação em Xangai
Bond rastreia Patrice até Xangai, onde o segue até um arranha-céu. Em uma cena de tensão e estética marcante, Patrice realiza um assassinato a mando de um contratante desconhecido. Bond o enfrenta em luta corpo a corpo diante das luzes neon da cidade, mas Patrice cai para a morte sem revelar quem o contratou.
Na pasta de Patrice, Bond encontra uma ficha que o leva até um cassino em Macau.
O Cassino em Macau e Sévérine
No luxuoso cassino, Bond conhece Sévérine (Bérénice Marlohe), misteriosa mulher ligada ao inimigo. Ela percebe a coragem de Bond e, mesmo sob vigilância, o alerta sobre o perigo mortal que o espera se ele tentar se aproximar de seu chefe.
Bond vence uma aposta e usa a oportunidade para ganhar a confiança dela. Sévérine promete levá-lo ao homem que está por trás de tudo, caso ele consiga protegê-la. Bond embarca no iate dela, rumo a uma ilha isolada.
A Ilha de Silva
Na ilha, Bond finalmente encontra o vilão: Raoul Silva (Javier Bardem), um ex-agente do MI6. Silva foi traído por M anos atrás, entregue às autoridades chinesas, e sobreviveu a uma tentativa de suicídio com uma cápsula de veneno que desfigurou parte de seu rosto.
Silva é um gênio da cibernética e usa seus conhecimentos para atacar o MI6, buscando vingança pessoal contra M. Ele mostra desprezo por Bond, tentando seduzi-lo psicologicamente e quebrar sua lealdade.
Apesar da tensão, Bond consegue dominar os capangas e, com ajuda do MI6, leva Silva preso para Londres.
A Fuga Planejada
De volta a Londres, Silva é encarcerado em uma cela de vidro de segurança máxima. Durante o interrogatório, ele confronta M com rancor e mostra que cada ataque seu foi calculado.
Pouco depois, descobre-se que sua prisão fazia parte do plano. Ele escapa facilmente através de um ataque cibernético já previsto, disfarçado de transferência de sistema. Bond o persegue pelo metrô de Londres, em uma sequência que inclui Silva explodindo parte dos túneis e quase matar dezenas de civis.
O objetivo de Silva, porém, não é fugir: é chegar ao julgamento público de M para assassiná-la.
O Julgamento Interrompido
No Parlamento, M presta depoimento sobre as falhas do MI6. Silva invade a sessão com seus homens armados, gerando um tiroteio intenso. Bond aparece a tempo de salvar M e a retira às pressas do local.
Percebendo que Silva sempre antecipa os movimentos da agência, Bond decide agir fora dos protocolos. Ele a leva para a Escócia, para sua antiga casa de infância: Skyfall Lodge.
O Retorno a Skyfall
No casarão abandonado, Bond reencontra o velho caseiro Kincade (Albert Finney). Sem recursos modernos, eles improvisam armadilhas no estilo de guerrilha para enfrentar o exército de capangas de Silva.
À noite, Silva chega com seu grupo. O ataque transforma a mansão em um campo de batalha. Explosivos, armadilhas caseiras e a resistência de Bond e Kincade mantêm a defesa, mas a situação fica cada vez mais insustentável.
M, já ferida, ajuda como pode, mas o cerco é intenso. Bond explode o casarão, criando uma bola de fogo que elimina grande parte dos inimigos.
O Confronto Final
Silva sobrevive e persegue Bond e M até uma capela próxima. Exausta e gravemente ferida, M é encurralada por Silva, que implora para que ela mesma o mate, unindo suas mortes em um gesto de vingança e libertação.
Antes que Silva consiga, Bond o mata com uma faca nas costas. O vilão cai morto, mas é tarde: M sucumbe aos ferimentos pouco depois, morrendo nos braços de Bond. Sua perda marca profundamente o agente, que vê nela uma figura materna.
Epílogo: Um Novo Ciclo
Após a morte de M, Gareth Mallory assume oficialmente o cargo de novo M. Bond, recuperado da tragédia, visita o escritório remodelado do MI6, onde reencontra Eve, que se revela como Eve Moneypenny, agora secretária de M.
O filme termina com Bond pronto para continuar servindo à Inglaterra, mais determinado do que nunca, mas também marcado pela perda. A última cena reafirma a essência da franquia: Bond está de volta ao serviço.