Killing Eve følger to kvinder: Eve (Sandra Oh) er en knivskarp sikkerhedsofficer for MI5, der keder sig i sit administrative job og drømmer om at være spion. Villanelle er en lunefuld og dygtig lejemorder, der nyder en luksuriøs livsstil takket være sit voldelige job. De to meget intelligente kvinder bliver begge besat af hinanden, og en storslået omgang katten efter musen går i gang.