בינואר 1996, חודשים ספורים לאחר רצח ראש ממשלה בישראל, עוזבים זוג סוכני המוסד דב וליז את ביתם שבכוכב יאיר וממריאים לפריז לביצוע משימה חשאית – חיסולו או השבתו ארצה של סוכן שב״כ בכיר בדימוס שנמלט מהארץ. לאחר שיחה קצרה עם סוכן לשעבר, מחליטים השניים לא לבצע את המשימה שהוטלה עליהם, לשוב ארצה ולהמשיך בהליך פרישה משותף מהמוסד. שעות ספורות לאחר מכן, מוצאים בני הזוג את מותם בתאונת דרכים בפרוור מרוחק של פריז.

כעבור יותר משני עשורים, מקבלים שלושה גברים ישראלים – עורך דין פלילי מצליח, איש שב"כ עטור תהילה והאקר מחשבים, מכתב המטלטל את עולמם. הם יוצאים למסע משותף המוביל אותם לחקור את נסיבות מותם של זוג סוכני המוסד מסוף המאה שעברה, ואת רצף האירועים המסתוריים שקדמו לו. עד מהרה מוצאים את עצמם השלושה בליבה של קנוניה בת עשרות שנים, וכל שכבת אמת שהם מצליחים לחשוף ממחישה שלא הם, לא גופי הביטחון ואפילו לא הממשלה, אדונים לגורלם.

אדוני הבובות הוא מותחן מהיר קצב, המתאר את מאבקם הבלתי-אפשרי של שלושה גברים לחשוף את עברם, כמו גם את סודותיה של מדינה שסועה ומצולקת, בצלו של ארגון אידיאולוגי אפל המושך בכל החוטים.