Es ist das Jahr 1987, als die DDR-Spionin Kleo, gespielt von Jella Haase, einen wichtigen West-Berliner Geschäftsmann aus dem Weg räumt. Das ist im Prinzip das täglich Brot der jungen Stasi-Mitarbeiterin. Nach diesem Attentat wird ihr allerdings schnell klar: Irgendetwas stimmt hier nicht.
Sie wird von ihren ehemaligen Kollegen der Staatssicherheit festgenommen und das ohne die geringste Ahnung zu haben, warum das mit ihr geschieht. Nach zwei Jahren in Haft fällt die Mauer und Kleo kommt frei. Sie muss jedoch feststellen, dass sie noch immer inmitten einer riesigen Intrige steckt, in die zudem ein ominöser roter Koffer involviert ist.
Die Ex-Spionin begibt sich auf einen internationalen Rachefeldzug. Was sie nicht weiß: Ein Berliner Polizist ist ihr die ganze Zeit dicht auf den Fersen.
Nach Angaben der Produktion ist es das Ziel der Serie, die Zeit des Umbruchs in Deutschland mit einem „Paukenschlag” zu erzählen. Dabei möchten Autor und Produzenten weg von der klassischen dramatischen Erzählweise. Die Serie „Kleo” versucht sich deshalb am Comic-Genre zu orientieren.
Gedreht wird in Berlin und auf Mallorca. In der Serie geht die Reise nach Santiago de Chile. Dafür wurde Palmas Radrennbahn „Velòdrom Illes Balears” teilweise in den Flughafen der chilenischen Hauptstadt verwandelt. Die Produktion hat ebenfalls Palmas Kathedrale La Seu als Kulisse genutzt. Dort musste die Polizei den Dreh-Bereich großzügig absperren, weil der Andrang von neugierigen Urlaubern irgendwann zu groß wurde.
Die Dreharbeiten auf Mallorca sollen noch bis Ende August weitergehen. Als Drehorte nannte die Produktionsfirma noch ein Privathaus auf der Halbinsel Formentor im Norden Mallorcas, den Cúber-Stausee im Tramuntana-Gebirge und Sóller. Die achtteilige Serie soll 2022 auf der Streaming-Plattform Netflix zu sehen sein.