O longa-metragem O Agente Secreto foi ovacionado ao estrear no Festival de Cannes no último domingo, dia 18. Segundo informações do jornal O Globo, o filme dirigido por Kleber Mendonça Filho e protagonizado por Wagner Moura recebeu 13 minutos de aplausos, sendo cinco durante os créditos e oito após a exibição. 

Diante do carinho recebido, Kleber fez um agradecimento ao fim da sessão, conforme noticiado pelo veículo:

- Quero agradecer a toda a equipe que fez este filme e tem uma pequena parte desta equipe aqui. Me sinto muito honrado em ter vocês aqui, foi uma grande experiência fazer O Agente Secreto. Queria agradecer a todos os atores e a toda equipe técnica. Muito obrigado!

Com a estreia em Cannes, a imprensa internacional compartilhou suas críticas sobre o filme, disputa o prêmio Palma de Ouro. As publicações contavam com a presença de elogios e opiniões positivas sobre a produção. A revista Variety, por exemplo, começa a publicação descrevendo: 

O deslumbrante drama de época do diretor brasileiro revela uma surpreendente rede de apoio clandestina que operava durante a ditadura do país, quando vidas humanas eram consideradas dispensáveis.

E ainda comenta sobre a direção de Kleber na produção, que, além de Wagner Moura, também conta com Maria Fernanda Cândido, Gabriel Leone, Udo Kier e Thomás Aquino no elenco:

Mendonça demonstra uma capacidade notável não apenas de recriar, mas de nos transportar de volta àquela época, com seu calor opressivo e paranoia.

Já o site The Playlist, descreve: 

Uma obra-prima imponente, imersa em história e com uma adoração palpável pelo cinema, O Agente Secreto, de Kleber Mendonça Filho, se destaca como o trabalho mais ambicioso e monumental do diretor em uma carreira sem tropeços até o momento. Única produção latino-americana na competição principal de Cannes deste ano, é um filme cuja proeza artística cresce em apreço à medida que o espectador se familiariza com sua obra completa. Toda a estética, as inclinações de gênero e as preocupações ideológicas de Mendonça Filho se unem nesta tela de época mais ampla.

O Indie Wire deu uma nota B+ e começou declarando que o filme de Filho opera no ritmo e no teor de um drama no exílio, embora seja um filme B divertido e perseguido por dois assassinos inescrupulosos. Ao final da crítica, o veículo ainda escreve:

Com O Agente Secreto, Filho exuma o passado como base para uma história puramente ficcional e, ao fazê-lo, articula como a ficção pode ser ainda mais valiosa como veículo para a verdade do que como ferramenta para encobri-la.

O Deadline resume o longa-metragem dizendo: 

Moura (Tropa de Elite, Narcos) interpreta o novato desavisado na cidade com convicção e revela lentamente que esconde mais do que deixa transparecer. O elenco de apoio, numeroso, incluindo o ator regular Udo Kier, preenche todas as lacunas neste roteiro excessivamente longo — de 158 minutos — às vezes confuso, que Filho, no entanto, conseguiu infundir com estilo e emoção em tela grande. O filme também tem uma subtrama fundamental ambientada meio século depois, com duas mulheres transcrevendo fitas cassete do arquivo. Uma delas é uma conversa com Armando, que desperta grande fascínio e curiosidade em uma das mulheres, Flavia (Laura Lufési), e pode ser a chave para desvendar todo o mistério.