„Марсианецът“ разказва за дълбоко прикрит агент на ЦРУ (Майкъл Фасбендър), който от години е изчезнал от собствената си идентичност и живее изцяло под фалшиво име и роли. Той е човек, който напълно е жертвал личния си живот и емоции в името на професията, превръщайки се в инструмент на разузнаването – без стабилни връзки, без нормалност и с все по-изтъняваща граница между истина и прикритие.

Получава нова мисия: да напусне САЩ и да се премести в Лондон, където местен агент на организацията е изчезнал и той трябва да се внедри в клона, за да разбере какво се е случило.

В Лондон се сблъсква с новия си началник и с жената, която някога е обичал. Тази среща разбужда потиснати чувства и поставя под въпрос всичко, което е смятал за изчистено от емоции. Постепенно личното и професионалното започват да се сблъскват, а контролът му над мисията и самия себе си се разпада.

Докато навлиза по-дълбоко в случая с изчезналия агент, той се оказва въвлечен в мрежа от международен шпионаж, лъжи и смъртоносни интриги. Лоялността му към ЦРУ започва да се разклаща, защото изборите вече не са само между дълг и заповед, а между системата, която го е създала, и човешката част, която той е погребал.