James Bond destrói um fábrica mexicana de drogas, e em seguida vai para Miami, nos Estados Unidos. Felix Leiter encontra-o e entrega uma mensagem de M para ficar de olho em Auric Goldfinger, um joalheiro britânico hospedado em seu hotel. Goldfinger está a jogar gin rummy com um cliente do hotel e Bond repara que algo está errado. Caminha até ao quarto de Goldfinger e vê que uma parceira, Jill Masterson, está olhando as cartas do adversário por um monocular e informando Goldfinger através de um rádio. Bond mete-se com ela e transmite a Goldfinger que está sob vigilância da polícia da Miami. O joalheiro perde e o seu adversário vence. Bond e Masterson fazem amor na suite do agente secreto. Ao buscar uma outra garrafa de champanhe, Bond é nocauteado pelo capanga coreano Oddjob, que em seguida mata Masterson através de "sufoco cutâneo" causado por tinta de ouro.
Em Londres, M revela a Bond a verdadeira missão: boicotar o plano de Goldfinger. Para conhecer socialmente o joalheiro, Bond joga uma partida de golf com Goldfinger, e esconde um localizador na mala de seu carro de Goldfinger. Em seguida, persegue-o até à Suíça onde é atacado sem intenção por Tilly Masterson, a irmã de Jill que quer vingar a irmã matando Goldfinger.
Bond entra na fábrica de Goldfinger e ouve rumores acerca da operação "Grand Slam". Ao sair, volta a encontrar-se com Tilly, que activa o alarme sem querer. Ambos tentam fugir mas Tilly é morta por Oddjob ao lançar o seu maléfico chapéu com uma lâmina. Bond é apanhado e posto em cima de uma mesa de cortar ouro e tem apontado a si um laser. Para ter sua vida poupada, Bond blefa dizendo a Goldfinger que há mais pessoas que sabem acerca da operação "Grand Slam", nomeadamente o 008.
O agente é levado no avião de Auric que é pilotado por Pussy Galore até a quinta privada de Goldfinger no Kentucky. Bond escapa sua cela, onde ouve uma reunião de mafiosos onde Goldfinger explica seu plano de invadir Fort Knox, o depositório de ouro dos Estados Unidos, antes de ser capturado por Galore.
No dia seguinte, Bond diz a Goldfinger que seu plano de roubar o ouro é inviável, para em seguida ser informado que não é um assalto, mas uma invasão para irradiar o ouro norte-americano com uma bomba de cobalto e iodo, valorizando o ouro de Goldfinger por falta de reservas. Em seguida, Pussy Galore leva Bond a passear pela quinta. Escondidos num celeiro, Bond tenta persuadir Galore a ajudá-lo a sabotar o plano de Goldfinger e aí consomem um momento de amor.
A operação "Grand Slam" começa e Pussy lança gás nervoso sobre as tropas que guardavam Fort Knox. Goldfinger entra em Fort Knox, e posiciona sua bomba no cofre, com Bond algemado à mesma. Porém, é revelado que as tropas apenas se passavam por mortos: Pussy havia contactado a CIA, e a pedido deles substituiu o gás por mero ar comprimido. As tropas cercam Fort Knox, mas Goldfinger se disfarça de Coronel para escapar. Bond solta-se e mata Oddjob, antes de um técnico desactiva a bomba quando o ilustrador parou em "0:07".
Fort Knox está a salvo, e Bond entra num Lockheed JetStar com destino a Washington D.C. para ver o presidente dos Estados Unidos. Porém, Goldfinger surge revelando ter tomado o avião, e tenta matar Bond. Um tiro de Goldfinger acerta numa janela, causando uma descompressão explosiva que suga Goldfinger para fora. Bond entra na cabine para pegar Pussy, que estava a pilotar, e os dois saltam de paraquedas do avião em queda.
