Der Film zeigt James Bond bevor er seine Lizenz zum Töten erhält. Doch auch ohne diesen Status ist Bond nicht weniger gefährlich, und nach zwei kurz aufeinanderfolgenden, erfolgreich ausgeführten Eliminierungen wird er zum Doppelnull-Agenten befördert. Bonds erste 007-Mission führt ihn nach Madagaskar, wo er den Terroristen Mollaka ausspionieren soll. Doch nicht alles verläuft nach Plan und Bond beschließt, auf eigene Faust und ohne den MI6 zu ermitteln, um auch den Rest der Terrorzelle ausfindig zu machen. Bond folgt einer Spur, die ihn auf die Bahamas führt, wo er auf Dimitrios und dessen Freundin Solange trifft. Bond findet heraus, dass Dimitrios mit Le Chiffre, dem Bankier einer weltweit operierenden Terrororganisation, unter einer Decke steckt.

Der Geheimdienst findet heraus, dass Le Chiffre im Casino Royale von Montenegro beim Pokern einen hohen Geldbetrag für seine Organisation erspielen will. Doch um an das dringend benötigte Geld zu kommen, muss Le Chiffre einen hohen Einsatz riskieren. Der MI6 beauftragt 007, bei dem Pokerspiel gegen ihn anzutreten - denn wenn Le Chiffre verliert, würde das seine gesamte Organisation zerstören. "M" weist Bond die verführerische Vesper Lynd als Partnerin zu, damit sie ein wachsames Auge auf ihn hat. Nachdem Bond zunächst mehr als skeptisch ist, ob Vesper ihm bei seinem Auftrag von Nutzen sein kann, vertieft sich seine Beziehung zu ihr, nachdem sie beide Le Chiffre in die Hände fallen und gemeinsam große Gefahr und am Ende sogar Folter überstehen müssen.

In Montenegro verbündet sich Bond mit Mathis, dem örtlichen MI6-Agenten, und Felix Leiter, der die Interessen des CIA vertritt. Das Marathon-Pokerspiel nimmt mit schmutzigen Tricks und Gewalt seinen Lauf. Dabei werden die Einsätze in schwindelerregende Höhen getrieben, bis es am Ende um weit mehr als Blut-Geld geht.