Eve is een verveelde medewerkster van de Britse veiligheidsdienst MI5. Haar saaie bureaubaan staat haaks op haar fantasieën van een leven als spionne. Villanelle is een getalenteerde huurmoordenares die voortdurend van gedaante verandert en verknocht is aan de luxe levensstijl die ze er dankzij haar gewelddadige werk op na kan houden. Killing Eve vertelt het verhaal van twee uiterst intelligente vrouwen die door elkaar zijn geobsedeerd en de strijd tegen elkaar aanbinden in een spannend kat-en-muisspel.