A film elején azt a James Bondot (Daniel Craig) láthatjuk, akit még nem hatalmaztak fel gyilkosságra. De ettõl Bond nem kevésbé veszélyes, és két gyors egymásutánban végrehajtott profi merénylet után megkapja a 00-ás státuszt.
Bond elsõ 007-es küldetése során Madagaszkárra utazik, ahol egy terrerista, Mollaka (Sebastien Foucan) után kémkedik. Mivel nem megy minden a terek szerint, ezért Bond úgy dönt, nyomozni kezd az M16-tól függetlenül, hogy felszámolja a terrorista sejt maradékát is.
Az egyik nyom a Bahamákra vezet, ahol találkozik Dimitriosszal (Simon Abkarian) és barátnõjével, Solange-zsal (Caterina Murino). Bond megtudja, hogy Dimitrios kapcsolatban van Le Chiffre-rel (Mads Mikkelsen), a világ terroristáinak bankárával. A titkosszolgálat kideríti, hogy Le Chiffre a montenegrói Casino Royale-ban, egy nagy tétekkel játszott pókermeccsen akar pénzt szerezni. Az M16 legjobb ütõkártyáját játssza ki ellene: a 007-est küldi, hogy legyen az ellenfele a pókerasztalnál. Ha ugyanis Le Chiffre veszít, azaz általa vezetett szervezetet is szétrombolja.
"M" (Judi Dench) a csábító szépségû Vesper Lyndet (Eva Green) bízza meg, hogy tartsa a szemét Bondon. A férfi elõször nem igazán hisz a nõ képességeiben, de a Le Chiffre elleni harcban együtt kell szembenézniük a válogatott veszélyekkel, és Lynd bátorsága már Bondot is is meggyõzi.
Montenegróban a 007-es más szövetségesekre is talál: Mathisra (Giancarlo Giannini), az M16 helyi ügynökére, és Felix Leiterre (Jeffrey Wright), aki a CIA-t képviseli. A maratoni játszmát áthatják a piszkos trükkök és az erõszak, és már nem csak pénzt, hanem emberéleteket is kockára tesznek, vagyis a tét egyre nagyobb lesz - egészen az idegborzoló végkifejletig.