You Only Live Twice menghadirkan aksi mata-mata ikonik dengan Sean Connery sebagai James Bond, bersama Akiko Wakabayashi sebagai Aki, Tetsuro Tamba sebagai Tiger Tanaka, Karin Dor sebagai Helga Brandt, serta Ernst Stavro Blofeld sebagai dalang utama. Film ini membuka cerita dengan hilangnya pesawat luar angkasa Amerika yang secara misterius dibajak di orbit, memicu ketegangan global antara Amerika Serikat dan Uni Soviet.

KLovers, kecurigaan awal mengarah ke Jepang karena pesawat tersebut mendarat di wilayahnya. Untuk menyelidiki, agen MI6 James Bond dikirim ke Tokyo setelah memalsukan kematiannya sendiri demi menjalankan misi secara diam-diam. Setibanya di Jepang, Bond langsung terjun ke dunia spionase lokal, dibantu agen Jepang bernama Aki. Ia juga bertemu dengan agen MI6 setempat, Dikko Henderson, yang sempat mengungkap adanya bukti penting sebelum akhirnya dibunuh oleh pembunuh bayaran.

Dari sini, penyelidikan Bond mengarah ke perusahaan Osato Chemicals, yang diduga terlibat dalam konspirasi besar. Ia menyusup ke dalam perusahaan tersebut dan menemukan petunjuk tentang kapal kargo Ning-Po yang membawa material bahan bakar roket. Namun KLovers, langkah Bond tidak mudah karena ia terus menjadi target pembunuhan. Dalam salah satu misi, ia bahkan dikhianati oleh Helga Brandt yang berusaha membunuhnya di dalam pesawat, tetapi Bond berhasil selamat dengan cara yang nyaris mustahil.

Petunjuk demi petunjuk akhirnya membawa Bond pada lokasi mencurigakan di dekat sebuah gunung berapi. Dengan bantuan teknologi canggih dari Q, ia melakukan pengintaian udara dan menemukan aktivitas rahasia yang mengarah pada markas tersembunyi. Di saat yang sama, pesawat luar angkasa Soviet juga dibajak, membuat situasi dunia semakin tegang dan berpotensi memicu perang besar.

KLovers, rahasia besar akhirnya terungkap. Di dalam gunung berapi tersebut terdapat markas organisasi jahat SPECTRE yang dipimpin oleh Blofeld. Ia menjalankan rencana besar untuk memicu perang antara dua negara adidaya demi keuntungan pihak tertentu. Bond kemudian bekerja sama dengan Tiger Tanaka dan pasukan ninja untuk menyusup lebih dalam.

Namun misi ini tidak tanpa pengorbanan. Aki tewas akibat racun yang ditujukan untuk Bond, meninggalkan duka sekaligus tekad kuat bagi sang agen. Dengan bantuan Kissy Suzuki, Bond berhasil menemukan jalan masuk ke markas rahasia melalui gua berbahaya.