Der Film beginnt mit einer kurzen Rückblende.
Die CIA-Agentin Evelyn Salt weigert sich unter schwerer Folter durch nordkoreanische Soldaten, ihre Identität preiszugeben, bis ihr Freund Michael Krause, ein deutscher Arachnologe, durch öffentlichen Druck einen Agentenaustausch erreicht.
In der Haupthandlung ist Evelyn inzwischen glücklich mit Michael verheiratet und arbeitet in Washington, D.C. im Innendienst der CIA. Dort vernimmt sie den russischen Überläufer Orlov, der ihr von der Operation „Tag X“ erzählt.
Das ist eine Operation, die ein mächtiger Russe seit dem Kalten Krieg vorbereitet und die zur Zerstörung der Vereinigten Staaten führen soll. Orlov erzählt, dass der russische Präsident auf der Beerdigung des verstorbenen US-Vizepräsidenten in New York getötet werden solle – von einer russischen Spionin namens Evelyn Salt.
Von der Anschuldigung zeigt sich Salt erschüttert. Zunächst versucht sie, ihren Ehemann Michael zu erreichen, da sie um seine Sicherheit fürchtet. Währenddessen kann Orlov entkommen.