Créateur de l'unité xXx, formée d'espions casse-cou au caractère rebelle, Augustus Gibbons est victime d'un attentat spectaculaire et inusité: un satellite, détourné grâce à un dispositif puissant baptisé boîte de Pandore, s'est écrasé sur le bistrot où le cadre supérieur de la NSA tentait de recruter un nouvel agent. Avant que Jane Marke, la supérieure de Gibbons, ait pu découvrir lequel des hauts dirigeants des services secrets américains a utilisé l'appareil, celui-ci est dérobé par un mystérieux gangster chinois et ses complices. Pour récupérer la redoutable boîte, également capable d'espionner les communications des citoyens et de dérégler le système financier mondial, Marke fait appel à Xander Cage, le xXx par excellence, qui avait fait croire à sa mort pour prendre sa retraite en République dominicaine. L'amateur de sports extrêmes reforme alors une équipe triée sur le volet, avec laquelle il s'envole pour les Philippines, où se seraient terrés les voleurs de la boîte de Pandore.