Der jüdische Mathematiker Stan Ulam (Philippe Tlokinski) flüchtet Ende der 1930er-Jahre gemeinsam mit seinem Bruder Adam (Mateusz Wieclawek) vor den Nationalsozialisten von Polen in die Vereinigten Staaten. Die Sorge um das Schicksal ihrer Eltern und ihrer Schwester, die in Polen geblieben sind,

Callum Lynch (Michael Fassbender) soll wegen Mordes hingerichtet werden, doch kurz bevor das Urteil vollstreckt wird, kommt er im Auftrag der Firma Abstergo Industries in die Einrichtung der Wissenschaftlerin Sophia Rikkin (Marion Cotillard) nach Madrid, wo Menschen mit hohem Gewaltpotenzial