《美谍入俄记第二季》的故事从伊森和安娜在伊斯坦布尔被CIA列入叛徒名单开始，两人刚下飞机就被当地警察围堵，安娜用假身份引开追捕，伊森躲进大巴扎，被一个卖地毯的库尔德老人藏进地窖。CIA派来清除他们的是伊森的前教官艾伦，艾伦表面儒雅，实际心狠手辣，他掌握伊森所有弱点，还绑架了奥尔加，逼伊森交出安娜。伊森和安娜逃到黑海港口，搭上俄罗斯寡头米哈伊尔的货船，米哈伊尔是维克多的旧友，愿意帮他们换一张去圣彼得堡的船票，条件是安娜帮他找妹妹卡佳，卡佳是黑客谢尔盖的妹妹，被艾伦关在北极圈一处废弃雷达站。伊森和安娜北上，在摩尔曼斯克遇到维克多，维克多已升任将军，他被上级出卖，差点被暗杀，三人决定联手。卡佳被救出后，用黑客技术恢复艾伦的加密通话，原来艾伦早已被私人军事公司收买，想挑起美俄冲突，从中牟利。伊森和安娜潜入圣彼得堡冬宫地下档案室，找到艾伦与雇佣兵交易记录，却被艾伦堵住，艾伦开枪打伤维克多，伊森和他肉搏，安娜用卡佳给的干扰器瘫痪艾伦的通讯，维克多爬起来一枪打中艾伦肩膀。艾伦被FSB逮捕，CIA局长被迫辞职，伊森和安娜洗清罪名，但安娜发现自己怀孕，伊森说我们回不去原来的生活了，安娜说那就过新的。维克多留在俄罗斯清理叛徒，奥尔加写书揭露真相，卡佳去德国上学，米哈伊尔继续走私但不再碰军火。最后一幕，伊森和安娜在冰岛小教堂结婚，维克多寄来一瓶伏特加，艾伦在狱中写信道歉，伊森把信烧了。《美谍入俄记第二季》用叛变、追杀、北极营救和双面清算串成一部又冷又狠的续集，主角名称包括伊森·卡特、安娜·沃尔科娃、维克多·彼得罗夫、艾伦、米哈伊尔、卡佳、奥尔加、谢尔盖和CIA局长，而《美谍入俄记第二季》最终让人明白，第一季他们逃的是追兵，第二季他们逃的是过去，而《美谍入俄记第二季》最动人的地方，是安娜在冰岛教堂里说，我不再为任何国家开枪，我只为你和这个孩子，伊森回答，那我们就做普通人，哪怕全世界都还在追杀我们。