Agents secrets met en scène un groupe d'agents de terrain de la direction générale de la Sécurité extérieure (DGSE), avant, pendant, et après une mission au Maroc. L'un des agents, Lisa (Monica Bellucci), est piégée par le service et se retrouve derrière les barreaux pour accomplir, au sein de la prison, une mission contre son gré. Échappant au contrôle du service qui tente de le faire taire, l'ami de Lisa, Brisseau (Vincent Cassel), comprend que les deux missions sont liées entre elles pour des raisons politiques et financières.
Agents Secrets est la suite de Scènes de crimes (2000), qui forme avec lui et avec le film Truands(2007) la trilogie de Frédéric Schoendoerffer sur la police, l’État et le grand banditisme.
La première partie du film reprend de manière légèrement adaptée l'affaire du Rainbow Warrior. Les événements sont transposés à Casablanca et le navire saboté transporte des armes et non des militants écologistes.
La plupart des poursuites en voiture et des cascades ont été tournées à Genève et à Lausanne en Suisse.
Sur le site internet Allociné, vingt critiques de presse donnèrent en moyenne la note de 3,2/5 au film. Les spectateurs, quant à eux, avec 2 164 avis donnèrent au film la note de 1,6/5