Catherine(梁峥饰)天分叛变,被CIA特工训练科看中,把她改形成为高科技的新人类,代号「黑猫」。从此Catherine成为CIA手中的杀人工具。在某项义务中,Catherine被派往香港任务,看法了米埔鸟类维护区的迷信主任Allen(林祖辉饰),使她第一次体会到生命的真意,决计不再受制于人,与Allen奔下逃亡之路……电影《黑猫2:刺杀叶利钦》海报剧情引见Erica(梁琤饰)回到CIA总部,接受更新的实验。从前的记忆被洗去,变得愈加的冷漠无情。与此同时,一个名为反叶利钦的国际恐惧组织,派出杀手希图乘机行刺俄罗斯总统叶利钦。CIA获知此事,命令黑猫与华裔情报员罗彬(仇云波饰)搜捕杀手,破坏他们的方案。杀手知晓易容术且体内包括一股辐射能量,几次都成功逃脱黑猫与罗彬的追捕。黑猫与罗彬追至莫斯科,却误中圈套。黑猫为救罗彬头部遭到重创,脑内晶片被严重破坏。杀手在黑猫受伤时期潜入美国,方案展开暗杀举动。CIA一面抢救黑猫,一面布下天罗地网,终于使暗杀方案以失败告终……