Téhéran, c'est l'histoire de Tamar Rabinyan, une agente pirate informatique du Mossad qui entreprend sa toute première mission au cœur d'une ville hostile et menaçante, qui se trouve être aussi le lieu de sa naissance. Chargée de désactiver un réacteur nucléaire iranien, sa mission a des implications non seulement pour le Moyen-Orient, mais pour l'ensemble de l'ordre mondial. Lorsque la mission du Mossad échoue, Tamar devient un voyou à Téhéran alors qu'elle redécouvre ses racines iraniennes et se lie de manière romantique avec un militant pro-démocratie. L'introspection de Tamar la conduit à devenir encore plus conflictuelle au sujet de sa mission, tandis que la tension monte alors que les autorités iraniennes resserrent le filet dans leur recherche désespérée pour la localiser, elle et ses collègues du Mossad.