Di Boston tahun 1980-an, bos mafia Irlandia, Frank Costello, bertemu Colin Sullivan yang masih remaja dan menanamkan pengaruhnya. Bertahun-tahun kemudian, Sullivan sudah menjadi mata-mata di Kepolisian Negara Bagian Massachusetts (MSP) dan bergabung dengan Unit Investigasi Khusus (SIU). Di sisi lain, Billy Costigan dipilih oleh Kapten Queenan dan Sersan Dignam untuk menyamar sebagai kriminal dan menyusup ke dalam kru Costello.

Untuk menjaga identitas rahasianya, Costigan bahkan harus menjalani penjara dan melakukan beberapa kejahatan agar menarik perhatian Costello. Sullivan mulai menjalin hubungan dengan psikiater polisi, Madolyn Madden. Sementara itu, Costigan berhasil membuat Costello merekrutnya, dan perlahan-lahan semakin dalam terlibat dalam dunia kriminal itu. Tekanan misi membuat kondisi mentalnya menurun, tapi Queenan dan Dignam meyakinkannya untuk tetap bertahan. Costigan juga menemui Madden sebagai bagian dari terapi yang diwajibkan pengadilan.

Kedua pihak, MSP dan Costello, menyadari ada pengkhianat dalam organisasi masing-masing dan menugaskan Costigan serta Sullivan untuk mengungkapnya. Di tengah ketegangan, Costigan mengetahui bahwa Costello adalah informan FBI yang dilindungi dan memberitahukan hal ini pada Queenan. Di samping itu, ia menjalin hubungan asmara dengan Madden.

Apakah Costigan dan Sullivan bisa menyelesaikan misi rahasia mereka tanpa kehilangan diri sendiri di tengah dunia kriminal yang penuh tipu muslihat dan pengkhianatan? Ataukah misi mereka akan berubah menjadi permainan berbahaya yang bisa menghancurkan hidup mereka?