Фильм разворачивается в последние дни холодной войны, в 1989 году, на фоне падения Берлинской стены. Главная героиня — Лоррейн Бротон, элитный агент британской разведки MI6, известная своей холодной расчетливостью и безупречной физической подготовкой. Сюжет подаётся в форме допроса: Лоррейн после миссии в Берлине даёт показания сотрудникам MI6 и ЦРУ, рассказывая о произошедших событиях.
Поводом для операции становится убийство британского агента Джеймса Гаскойна, у которого был список всех действующих двойных агентов в Берлине. Этот список — крайне ценный и опасный актив, поскольку его попадание в чужие руки может привести к гибели десятков разведчиков и краху операций западных спецслужб. Лоррейн отправляют в Берлин с задачей выяснить, кто стоит за убийством, и вернуть список.
В Берлине Лоррейн знакомится с Дэвидом Персивалем, главой местной резидентуры MI6. Он ведёт себя подозрительно: хамит, скрывает информацию и явно играет в собственную игру. Несмотря на это, Лоррейн вынуждена сотрудничать с ним, так как он лучше всех ориентируется в хаосе шпионского подполья города, раздираемого противостоянием Востока и Запада.
Параллельно Лоррейн сближается с Дельфиной Лассаль, французской агенткой и осведомительницей. Между ними возникает романтическая связь, которая становится для Лоррейн редким проявлением эмоциональной уязвимости. Однако мир шпионажа не оставляет места доверию: почти каждый персонаж оказывается либо предателем, либо манипулятором.
По мере развития событий Лоррейн сталкивается с жестокими схватками с агентами КГБ, наёмниками и двойными агентами. Одной из самых ярких сцен фильма становится затяжной бой в подъезде и на лестничных пролётах, где героиня, истощённая и израненная, с трудом одолевает противников. Эти сцены подчёркивают, что победы Лоррейн даются не за счёт «неуязвимости», а через боль, усталость и предел физических возможностей.
Выясняется, что ключевой фигурой во всей истории является таинственный агент под кодовым именем Сэтчел. Долгое время считается, что Сэтчел — мужчина, однако ближе к финалу становится ясно, что это заблуждение. По мере того как герои погибают один за другим, Лоррейн всё глубже погружается в паутину лжи, где невозможно отличить союзника от врага.
Персиваль постепенно раскрывается как крайне циничный и опасный игрок. Он не только сотрудничает с разными сторонами, но и сознательно подставляет коллег, чтобы сохранить собственное влияние и контроль над ситуацией. В итоге Лоррейн понимает, что именно он причастен к гибели Гаскойна и хаосу вокруг списка агентов.
Кульминацией становится побег Лоррейн из Берлина вместе со списком. В процессе она узнаёт шокирующую правду: Сэтчел — это она сама. Всё время Лоррейн скрывала свою настоящую роль, используя допрос как способ манипулировать своими начальниками и ЦРУ. На самом деле она давно работает как тройной агент, аккуратно устраняя конкурентов и создавая иллюзию, что действует исключительно в интересах Британии.
В финале Лоррейн хладнокровно устраняет Персиваля, а затем передаёт американцам информацию, которая выставляет его главным виновником провала операции. MI6 остаётся в неведении относительно её истинной роли. Последняя сцена подтверждает масштаб её игры: Лоррейн прибывает в Париж, где встречается с представителем ЦРУ, окончательно закрепляя своё положение как одного из самых опасных и непредсказуемых агентов разведывательного мира.
Фильм заканчивается ощущением моральной неоднозначности: Лоррейн выжила и победила, но цена этой победы — предательство, смерть и полное разрушение иллюзий о чётком разделении на «хороших» и «плохих». «Взрывная блондинка» предстаёт не просто экшеном, а холодным и стильным портретом мира шпионажа, где выживает лишь тот, кто умеет играть на несколько шагов вперёд.
