O enredo de Chaos Theory se passa no ano de 2008, diante de um cenário mundial caótico formado por sabotagens ao mercado financeiro, golpes a transações eletrônicas e contrabando de informações. Na pele de Sam Fisher, um agente de alto ranking da NSA, a missão do jogador é impedir o terrorismo eletrônico, se infiltrando na Coréia do Norte e China para investigar ataques cibernéticos que colocam em risco a estabilidade política do planeta.