ある巨大企業が開発した新しいエネルギー源「カリスト」が、実は殺人兵器に転用される恐れがあることを告発しようとした天才エンジニアのエレーナ（ナオミ・スコット）は何者かに命を狙われることに。護衛にあたることになったのは、特殊訓練を受けた女性エージェント“チャーリーズ・エンジェル”。変装と潜入捜査が得意なサビーナ（クリステン・スチュワート）、武器のエキスパートで元ＭＩ６のジェーン（エラ・バリンスカ）は連絡役のボスレーと一緒に捜査を始めるが、カリストは謎の組織に奪われようとしていた･･･。