Matt Helm, ex agente dell'I.C.E. (Intelligence Counter Espionage) ed ora fotografo di moda, è richiamato in servizio per sgominare l'organizzazione criminale "Big O" (Bureau of International Government and Order) che minaccia di sganciare un'atomica su Alamogordo per dare inizio alla terza guerra mondiale. Insieme all'agente Gail Hendrix (Stella Stevens), Matt Helm penetra nell'avveniristica base di Tsung Tze (Victor Buono), al quale la "Big O" ha affidato la riuscita della diabolica "Operazione Fallout", e, dopo un susseguirsi di pericolose avventure, riesce a salvare il mondo.