A Miami, une lutte sans merci oppose la police à la mafia italienne.
Pour mettre fin au règne du parrain Frank Costello, la police infiltre son gang avec "un bleu" issu des bas quartiers, Billy Costigan et une jeune agent du FBI, Mia Torreto.
Tandis que Billy et Mia s'efforcent de gagner la confiance du malfrat vieillissant, Colin Sullivan et Charly Vasquez entrent dans la police au sein de l'Unité des Enquêtes Spéciales, chargée d'éliminer Costello. Mais Colin et Charly fonctionnent en "sous-marin" et informent Costello des opérations qui se trament contre lui.
Risquant à tout moment d'être démasqués, Billy, Mia, Charly et Colin sont contraints de mener une double vie qui leur fait perdre leurs repères et leurs identités.
Traquenards et contre-offensives s'enchaînent jusqu'au jour où chaque camp réalise qu'il héberge une ou plusieurs taupes. Une course contre la montre s'engage entre les deux camps avec un seul objectif :
découvrir l'identité des ennemis sous peine d'y laisser leurs peaux...