S’il faut le menacer pour réintégrer les services secrets britanniques, Harry Palmer finit néanmoins par reprendre du service, passant de détective privé miteux à émissaire du gouvernement en Finlande. Une mission a priori simple et sans risque, mais qui se complique vite. À peine arrivé à destination, l’espion se retrouve au centre d’un complot mondial piloté par un milliardaire américain s’appuyant sur un super ordinateur pour transmettre ses ordres et espérant déclencher une révolution qui exterminerait les communistes. Une entreprise surtout destinée à détruire l’Union soviétique et qui pourrait provoquer une troisième guerre mondiale…

Après Ipcress – Danger immédiat et Mes funérailles à Berlin, Michael Caine renoue avec le rôle d’Harry Palmer, l’agent secret le plus flegmatique et cynique du cinéma britannique. Entre grand spectacle, espionnage et satire féroce de la guerre froide, cocktail pimenté par le très inventif Ken Russell (Les Diables, Tommy, Gothic), Un cerveau d’un milliard de dollars repose aussi sur les prestations de Karl Malden (Nevada Smith, Patton) et Françoise Dorléac (L’Homme de Rio, Les Demoiselles de Rochefort), dont il s’agit là de l’ultime apparition à l’écran.