Nach einem Einsatz in Lateinamerika wird James Bond zu einem Erholungsaufenthalt nach Miami geschickt, wo ihn CIA‑Mann Felix Leiter auf den wohlhabenden, aber dubiosen Auric Goldfinger aufmerksam macht. Bond beobachtet, wie Goldfinger bei einem Gin‑Rummy‑Spiel betrügt, kontert mit Hilfe von Goldfingers Assistentin Jill Masterson über ein Funkgerät und zwingt den Milliardär, eine saftige Summe zu verlieren. Kurz darauf wird Bond niedergeschlagen und erwacht neben Jill, deren Körper vollständig mit Goldfarbe überzogen ist – ein symbolischer Mord, der Bond tief trifft und seinen persönlichen Feldzug gegen Goldfinger befeuert.

Zurück in London erhält Bond den offiziellen Auftrag, Goldfingers Geschäftspraktiken und mutmasslichen Goldschmuggel zu untersuchen. Auf einem Golfplatz fordert er Goldfinger zu einer Partie heraus, deckt erneut dessen Schummeleien auf und gewinnt das Match mit einem Trick, was die Feindschaft zwischen beiden endgültig zementiert. Bond markiert Goldfingers Rolls‑Royce mit einem Peilsender und folgt ihm in die Schweiz, wo er auf Tilly Masterson trifft, Jills Schwester, die versucht, Goldfinger zu töten, aber von Oddjob, Goldfingers schweigsamem Leibwächter mit tödlichem Stahlhutrands, getötet wird.

Bond dringt in Goldfingers Fabrikanlage ein und lauscht mit, als der Industrielle mehrere amerikanische Gangster über sein Projekt «Operation Grand Slam» informiert, ohne dabei alle Details preiszugeben. Einer der Gangster, Mr. Solo, will aussteigen und wird scheinbar mit seinem Anteil in Goldbarren weggeschickt, doch Bond kann ihm heimlich einen Sender zustecken, bevor Oddjob Solo und das Auto samt Beute in einer Schrottpresse beseitigt. Bond wird gefangen genommen und in eine der berühmtesten Situationen der Bond‑Geschichte gebracht: gefesselt auf einem Metalltisch, über ihm ein Laserstrahl, der sich langsam zwischen seinen Beinen vorarbeitet, bis Bond Goldfinger mit einem taktischen Bluff überzeugt, er wisse mehr über «Grand Slam», als er tatsächlich weiss.

Statt ihn zu töten, lässt Goldfinger Bond bewusst am Leben und bringt ihn in die USA, wo dieser Pussy Galore kennenlernt, Goldfingers selbstbewusste Pilotin und Anführerin einer all‑female‑Flugstaffel. Bond erkennt schliesslich den wahren Plan: Goldfinger will die Goldreserven in Fort Knox nicht stehlen, sondern mit einer schmutzigen Atombombe verstrahlen, damit das dortige Gold jahrzehntelang unbrauchbar wird und der Wert seiner eigenen Bestände explodiert. Pussy lässt sich von Bond umstimmen und informiert heimlich die US‑Behörden, sodass anstelle von tödlichem Nervengas nur harmlose Substanzen über den Soldaten versprüht werden.

Als Goldfingers Truppen Fort Knox stürmen, stellen sich CIA, Armee und Bond ihnen entgegen, doch Bond landet gefesselt an der Bombe mitten im Tresor. Während draussen ein Gefecht tobt, liefert er sich im Goldlager einen brutalen Kampf mit Oddjob, den er schliesslich durch einen Stromschlag mit einem metallenen Kabel tötet. Im letzten Moment gelingt es einem Spezialisten, die Bombe bei der symbolischen Restanzeige «007» zu stoppen, womit Operation Grand Slam scheitert. Goldfinger versucht auf einem Flug nach Washington, Bond und Pussy doch noch zu töten, doch in einem Gerangel wird ein Fenster durchschossen, Goldfinger wird durch den Druckabfall hinausgesogen, und Bond kann mit Pussy per Fallschirm entkommen, bevor die Maschine abstürzt.