劇組最早是從莎特被指控為俄國間諜後，逃出她在華盛頓特區工作的中情局大樓開拍，距離白宮一街之隔的朗方廣場、憲法大街、海軍紀念碑和紐約大街都是莎特剛開始逃亡的場景。導演諾斯捨棄傳統明信片上華盛頓特區的風景，反倒利用以上那些建築物外觀來取景，因為它們才能真實呈現官員們平常聚集的聯邦大樓四周的環境。

負責美術設計的喬布里斯在加入《特務間諜》前就有豐富設計諜報片場景的經驗。「我的職業生涯有很多接觸間諜和政府機構大樓的經驗。」喬布里斯過去幾年曾參與影集「雙面女間諜」的製作，「因為我已經有相關豐富的設計資訊，拍攝新片能讓我更深入接觸不同的電影製作，感覺格外刺激。」喬布里斯說。

紐約市地標，位在公園大街的聖巴薩羅謬教堂的內外觀，是拍攝《特務間諜》重頭戲的主要場景。服裝設計莎拉艾德華和她的團隊花了好幾天工夫，為七百個參與盛大喪禮的臨演置裝。參予的臨演角色包括送葬者、軍人、紐約市警、風笛手，和包圍在美俄總統身邊的秘密保安人員。紐約市提供拍片人相當多實用的取景地點，「能找到適合劇情的場景帶給我很大的樂趣，這同時也是拍《特務間諜》很過癮的地方，因為選擇很多，紐約尤其是提供拍片人很多選擇的地方。」喬布里斯說。

齊威特爾艾齊佛很享受在紐約拍戲的時光。「誰不愛在紐約拍戲？當腳本裡寫白天要到紐約拍外景時我都很興奮，對我而言那永遠是最棒的開場戲。」艾齊佛笑著說。

劇組在紐約不少經典場景實地取景，除了布朗克斯的植物園、第五大道上的紐約市立圖書館和第59 街橋外，還包括到偏僻景點〈如位在布魯克林的佛洛伊德班內特菲爾德舊機場和在羅斯福島的柯勒哥華德醫院〉、位在工業區〈史泰登島的唐強鋼鐵回收廠等〉或位在捷運地底等地取景。「拍完《特務間諜後》，我們對紐約底層了解多了不少。」裘莉說。

除了紐約市，劇組也拉拔到紐約州等地拍攝，包括在懷特普萊恩斯的溫徹斯特法院大樓、法明戴爾的共和機場和位在西克斯維爾的坎帝格郡公園。片中還有一幕發生在總統緊急手術中心，這是為了讓總統受到攻擊時能避難的地方。原本這個緊急手術中心是為了羅斯福總統在二次世界大戰而蓋的，它就位在白宮右翼的底層，能處理因核戰爆發感染的手術。

「我無法透露細節，但在911發生前，我們就知道這個緊急手術中心的一些資訊，當時我們很驚異，因為這個地方並沒有很精緻，甚至還蠻容易進去的。但我們不知道現在的緊急手術中心長什麼樣，因為那是機密，但還是可以想像推斷它是怎樣，也許重新改裝換上新器材，也許這個地方被挖得更深藏在更底下，甚至入口可能更難進得去。」導演諾斯說。

「我試著讓場景真實並製造穩定軍心的氛圍，同時讓觀眾看到美國如何高明的處理危機而留下深刻印象，讓他們知道這些人是如何保護國家領袖。」喬布里斯說。為了拍俄國相關場景，劇組跑到紐約東村俄國東正教教堂取景，同時也飛到俄國實拍窩瓦河一景。「片中有很多場景對比，像是政府辦公部門的貧乏對比豐富的俄國文化景觀。」喬布里斯說。