Ein Jahr nach den Anschlägen vom 11. September beteiligt sich die CIA-Analystin Maya an der Jagd auf den Terroristen Osama bin Laden. Es wird eine zermürbende, jahrelange Suche nach Hinweisen, bin Ladens Kontaktmännern und seinem Aufenthaltsort. Das Ganze wird begleitet von vielen Rückschlägen und sogar dem Tod einer engen Kollegin Mayas - bei einem Treffen mit einem Bin-Laden-Informant wird sie Opfer eines Bombenattentats. Immer fanatischer stürzt sich Maya in die Suche, bis sie den richtigen Treffer landet: Alles deutet darauf hin, dass sich bin Laden in einem Anwesen im pakistanischen Abottabad versteckt. Und Maya bekommt von ganz oben das "Go" für die Operation "Neptun's Spear", die in der Nacht vom 2. auf den 3. Mai 2011 um 00.30 Uhr, "Zero Dark Thirty", stattfindet.

Die Vergangenheit droht Agent K einzuholen. Denn vor mittlerweile 40 Jahren hat er den gefährlichen Alien-Verbrecher Boris verhaftet, wobei dieser seinen Arm verlor. Seitdem sitzt Boris in einem geheimen Gefängnis am Mond und sinnt auf Rache. Doch mit Hilfe der hübschen Lilly gelingt Boris die Flucht und er macht sich rasch auf die Jagd nach K. Doch er will ihn nicht etwa einfach töten, sondern in die Vergangenheit reisen, K umbringen und gleichzeitig seinen Arm retten. Da K plötzlich wie vom Erdboden verschwunden ist und sich nur sein Partner Agent J an ihn erinnern kann scheint das unterfangen auch gelungen zu sein - doch J lässt das natürlich nicht auf sich sitzen, reist ebenfalls in die Vergangenheit und arbeitet mit dem jungen K zusammen um Boris aufzuhalten...