En 2415, les survivants de l’espèce humaine ont trouvé refuge dans la cité de Bregna, dirigée d'une poigne de fer par le puissant Trevor Goodwin. Faisant partie d'un groupe clandestin de rebelles aguerris, la tueuse professionnelle Aeon Flux n'a qu'une idée en tête, venger le massacre de sa famille par des agents de Goodwin.
Or, sa prochaine mission consiste justement à assassiner ce dernier. Il appert que la jeune femme est la plus qualifiée pour cette tâche, sa maîtrise du maniement des armes à feu et son agilité physique la rendant particulièrement redoutable.
Mais au cours de sa mission, Aeon fait de troublantes découvertes sur le gouvernement de la cité, qui remettent tout en question.