В центре сюжета фильма "Мой шпион" оказывается суровый и опытный агент ЦРУ Джей-Джей, который получает задание, полное риска и опасностей. Однако его жизнь принимает неожиданный поворот, когда он попадает в объектив камеры 9-летней девочки по имени Софи. Эта любопытная и смелая девочка, обладая живым воображением и жаждой приключений, решает, что хочет стать настоящей шпионкой, как Джей-Джей.
Софи предлагает агенту сделку: она сохранит в тайне его секретную миссию, если он научит её всем тонкостям шпионского ремесла. Так начинается необычная дружба между двумя совершенно разными людьми. Джей-Джей, привыкший к суровым реалиям шпионской жизни, оказывается в роли наставника для юной ученицы, которая с энтузиазмом и наивностью воспринимает все аспекты шпионской работы.
На протяжении фильма они вместе сталкиваются с комичными ситуациями, преодолевают преграды и учатся доверять друг другу. В то время как Джей-Джей пытается выполнить свою задачу, Софи показывает ему, что даже в мире шпионов есть место дружбе и искренности. Этот фильм о том, как неожиданные встречи могут изменить судьбы и как важно оставаться верным себе, даже когда вокруг бушует хаос.