A 1ª missão de James Bond (Daniel Craig) como agente 007 o leva a Madagascar. Sua tarefa é espionar o terrorista Mollaka (Sebastien Foucan), mas nem tudo sai como o planejado. Bond decide espionar por conta própria o restante da célula terrorista, o que o leva às Bahamas. Lá ele conhece Alex Dimitrios (Simon Abkarian) e sua namorada Solange (Caterina Murino). Alex está envolvido com Le Chiffre (Mads Mikkelsen), o banqueiro de organizações terroristas espalhadas pelo planeta, que pretende conseguir dinheiro em um jogo de pôquer milionário em Montenegro, no Cassino Royale. O MI6 envia Bond para jogar contra Le Chiffre, sabendo que caso Le Chiffre perca a partida isto desmontará sua organização. Mas para esta tarefa o agente 007 terá a companhia da sedutora Vesper Lynd (Eva Green), enviada por M (Judi Dench) para acompanhá-lo na missão.