Killing Eve handelt von zwei Frauen, die auf den ersten Blick nicht unterschiedlicher sein könnten: Eve (Sandra Oh) ist eine gelangweilte Bürokratin des MI5 in London. Zwar träumt sie davon, spannende Feldeinsätze à la James Bond zu erleben, allerdings schätzt sie auch die Sicherheit des Schreibtischs. Nur ihr Vorgesetzter, der einfältige Frank (Darren Boyd), ist ihr ein Dorn im Auge. Allgemein ist sie umringt von inkompetenten Männern in Machtpositionen, die einen Serienmörder nicht einmal erkennen würden, wenn er direkt vor ihrer Nase stehen würde. Anders als Eve, denn sie ist die Erste, die der von Jodie Comer porträtierten Auftragskillerin Villanelle alias Oksana auf die Schliche kommt. Rasch entwickelt sie eine echte Faszination für die attraktive Psychopathin, die fließend Französisch, Deutsch, Italienisch, Englisch, Russisch und wahrscheinlich noch zehn andere Sprachen spricht und in Metropolen wie Paris, Berlin und Moskau lebt. Doch auch Villanelle ist fasziniert von Eve, auch wenn ihr anfangs nur ihr Gesicht gefällt. Ein Katz-und-Maus-Spiel beginnt.