연방정부의 정보국 비밀요원으로서 매력있고 위트 넘치는 제임스 웨스트(James T. West: 윌 스미스 분)와 변장과 발명에 관한한 불가능이 없는 대가 중의 대가이자 연방정부 정보국 비밀요원인 아티머스 고든(Artemus Gordon: 케빈 클라인 분)은 악마처럼 사악한 천재인 닥터 알리스 러브리스(Dr. Arliss Loveless: 케네스 브래너 분)을 체포하기 위하여 급파된다. 닥터 러브리스는 ‘타란튤라(Tarantula: 남 이탈리아의 Taranto 지방에 서식하는 독거미)’라 불리는 거대한 전투용 장갑차를 이용하여 미합중국 대통령을 암살하려는 음모를 꾸미고 있다. 웨스트와 고든은 처음엔 라이벌 의식에 사로잡혀 일을 그르치기 일쑤다. 그러나 절대절명의 위기에 맞서고부턴 서로를 누구보다 신뢰하며 각자의 재능과 장기를 발휘하는 환상의 투톱으로 변신한다. 한편 신비롭고 뛰어난 미모와 매력을 지닌 엔터테이너 리타 에스코바가 러브리스 사냥에 나선 두 요원들로부터 환심을 사기 위해 설치기 시작하면서 일이 점차 꼬이기 시작한다. 게다가 미스이스트, 아마조니아(Amazonia: 프레데리크 반 더 월 분), 뮤니타(Munitia: 무세타 반더 분), 그리고 미스 리펜라이더(Lippenreider: 소피아 엔그 분)의 존재 또한 웨스트와 고든의 운명에 악재로 작용하게 된다.