Prime Target suit un brillant jeune doctorant en mathématiques, Edward Brooks, au bord d'une découverte majeure. S'il parvient à trouver une logique dans les nombres premiers, il détiendra la clé de tous les ordinateurs du monde. Bientôt, il commence à réaliser qu'un ennemi invisible tente de détruire son idée avant même qu'elle ne naisse, ce qui le propulse dans l'orbite de Taylah Sanders, une agente de la NSA chargée de surveiller et de rendre compte du comportement du mathématicien. Ensemble, ils commencent à démêler la troublante conspiration au cœur de laquelle Edward se trouve.