Tres habilidosas, inteligentes y hermosas mujeres, Natalie (Cameron Diaz), Dylan (Drew Barrymore) y Alex (Lucy Liu), trabajan como un equipo de investigación privado a cargo del misterioso millonario, Charlie, y su asistente Bosley. Durante su última asignación, el grupo debe encontrar a un diseñador de software, Eric Knox (Sam Rockwell), quien ha sido secuestrado por un empresario rival; sin embargo, el secuestro es sólo una fachada para el robo de la tecnología que el propio Knox ha desarrollado, un sistema de reconocimiento de voz que podría controlar satélites y poner al mundo en peligro. Pero a pesar de resolver los obstáculos que se presentan en su camino, el grupo pronto descubre que están sobre una conspiración grande, que involucra a varias personas poderosas y su organización corre peligro. Los Ángeles de Charlie es un refrito de la serie de televisión homónima Jaclyn Smith, Kate Jackson y Farrah Fawcett.
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