El agente del servicio secreto británico James Bond, 007, es enviado en una misión por su superior, M. Actuando sobre la base de información recibida de la "rama especial", M encarga a Bond la misión de infiltrarse en una red de contrabando que trafica con diamantes de las minas de Sierra Leona a los Estados Unidos. Bond debe infiltrarse cuanto pueda en la red para descubrir a los contrabandistas. Usando la identidad de Peter Franks, un ladrón de casas convertido en contrabandista de diamantes, conoce a Tiffany Case, un atractiva intermediaria que desarrolló una antipatía hacia los hombres después de ser violada cuando era adolescente.
Bond descubre que el contrabando es operado por "The Spangled Mob", una despiadada banda mafiosa americana dirigida por los hermanos Jack y Seraffimo Spang. Bond viaja desde Londres a Nueva York, donde es instruido por Shady Tree para poder ganar sus honorarios a través de apuestas en una carrera de caballos amañada cerca de Saratoga. En Saratoga Bond se encuentra con Felix Leiter, un exagente de la CIA que ahora trabaja en Pinkerton como detective privado que investiga carreras de caballos amañadas. Leiter soborna al jockey para asegurar el fracaso del plan para arruinar la carrera. Cuando Bond va para pagar el soborno, es testigo de cómo dos matones homosexuales, Wint y Kidd, atacan al jockey.
Bond llama a Shady Tree para investigar más sobre su pago y éste le dice que vaya al Tiara Hotel en Las Vegas. El hotel es propiedad de Seraffimo Spang y funciona como la sede de The Spangled Mob. Spang también es propietario de un viejo pueblo fantasma del oeste llamado "Spectreville", restaurado para ser su retiro de vacaciones privadas. En el hotel, Bond finalmente recibe su pago a través de una partida de blackjack amañada en la cual el crupier es Tiffany Case. Sin embargo, desobedece sus órdenes al seguir jugando en el casino después de ganar el dinero que se le debía. Spang sospecha que Bond puede ser un infiltrado por lo que lo captura y lo tortura. Pero con ayuda de Tiffany se escapa de Spectreville a bordo de una dresina, Seraffimo Spang lo persigue a bordo de un viejo tren del oeste. Bond enruta el tren hacia una vía lateral y dispara a Spang antes del choque resultante. Asistidos por Leiter, Bond y Case se dirigen vía California a Nueva York, donde abordan el transatlántico RMS Queen Elizabeth para viajar a Londres. Sin embargo, Wint y Kidd observan su embarco y los siguen a bordo. Ellos secuestran a Case con la intención de matarla y arrojarla al agua, pero Bond la rescata y mata a los dos gánsters; por precaución, lo hace parecer como que uno mató al otro simultáneamente.
Case posteriormente informa a Bond de los detalles de la red. Comienza en África donde un dentista pagaría a mineros para que contrabandeen diamantes en sus bocas, los cuales extraería durante una cita rutinaria. A partir de ahí, el dentista tomaría los diamantes y se encontraría con un piloto de helicóptero alemán. Eventualmente los diamantes irían a París y de allí a Londres. Allí, después de recibir instrucciones por teléfono de un contacto conocido como ABC, Case entonces se encotraría con una persona para explicar cómo llevar los diamantes a la ciudad de Nueva York. Después de regresar a Londres, Bond vuela hacia Freetown en Sierra Leona y luego a donde el próximo encuentro de diamantes se llevaría a cabo. Con el colapso del resto de la red, Jack Spang (quien resulta ser el misterioso ABC) "cierra" su red de contrabando de diamantes matando a sus participantes. Spang finalmente muere cuando Bond derriba su helicóptero.
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