Sir James Bond lebt nach Jahrzehnten im Ruhestand auf einem ländlichen Anwesen, weit entfernt von der lauten, gadgetsüchtigen Spionagewelt, die er verachtet. Als weltweit Geheimagenten getötet werden, erscheinen die Chefs der grossen Dienste – M, Vertreter von CIA, KGB und Deuxième Bureau – und flehen ihn an, zurückzukehren, um die geheime Organisation SMERSH zu stoppen. Bond lehnt ab, verspottet die «jokeshop»-Spione der Gegenwart und will sich nicht damit abfinden, dass sein Name an jüngere, «sexuell akrobatische» Agenten weitergereicht wurde – doch ein Militärangriff auf sein Anwesen, bei dem M ums Leben kommt, zwingt ihn faktisch zurück ins Zentrum des Geschehens.

In London übernimmt Bond widerwillig die Leitung des Geheimdienstes und beschliesst, SMERSH durch radikale Verwirrung zu bekämpfen: Von nun an sollen alle Agenten – Frauen inklusive – den Namen James Bond 007 tragen. Er rekrutiert unter anderem seine Tochter Mata Bond, die in Berlin eine groteske Agentenschule infiltriert, sowie den unsicheren Baccarat‑Experten Evelyn Tremble, der als «James Bond» im Casino Royale gegen den SMERSH‑Finanzier Le Chiffre antreten soll. Evelyn wird von der Doppelagentin Vesper Lynd angeworben, reist mit ihr nach Frankreich und verfällt unterwegs beinahe dem Verführungskommando von Miss Langbein, bevor Vesper behauptet, dessen Attentatsversuch bereits vereitelt zu haben.

Im Casino Royale entdeckt Evelyn, dass Le Chiffre mittels einer speziellen Röntgenbrille die Karten seiner Gegner erkennt und so betrügt. Er lenkt Le Chiffre mit absurden Gesprächen ab, während Vesper die Brille heimlich gegen ein normales Modell austauscht, sodass Evelyn am Baccarat‑Tisch schliesslich als Sieger hervorgeht und Le Chiffres Pläne zunichtemacht. Doch Vesper wird wenig später von Le Chiffres Leuten entführt, Evelyn jagt ihnen in einer Slapstick‑Verfolgungsfahrt hinterher und gerät in eine psychedelische Folterwelt, aus der er nicht mehr lebend herauskommt.

Währenddessen kreist Sir James mit seiner bunt zusammengewürfelten Truppe aus Mata, Coop und Miss Moneypenny um die eigentliche Drahtzieherfigur: Jimmy Bond, Sir James’ neurotischer Neffe, der als Dr. Noah für SMERSH arbeitet und die «moralische» Welt mit Massenverführung und Chaos überziehen will. Jimmy verwandelt Evelyn Tremble in eine lebende Atombombe, indem er ihm eine Pille verabreicht, deren Wirkung sich bei jedem Schluckauf dem Countdown zum Super‑GAU nähert. Als sich schliesslich Agenten aller Herren Länder, Cowboys, Indianer, die französische Fremdenlegion und diverse Gaststars in einer wild choreografierten Prügelei durch das Casino Royale prügeln, erreicht der Countdown seinen Höhepunkt: Jimmys Bombe explodiert, das Casino und alle darin befindlichen Figuren werden ausgelöscht – Sir James und seine Mitstreiter erscheinen im Himmel, während Jimmy unmissverständlich in die Hölle fährt.