Danny Ocean, penjahat profesional yang karismatik, akhirnya bebas setelah empat tahun mendekam di penjara New Jersey. Baru keluar, Danny langsung terbang ke Los Angeles buat ketemu sahabat sekaligus partner lamanya, Rusty Ryan.

Dari situ, mereka gas ke Las Vegas untuk menemui teman lama yang super tajir, Reuben Tishkoff, demi satu rencana gila, merampok tiga kasino sekaligus milik musuh bebuyutan Reuben, Terry Benedict, Bellagio, Mirage, dan MGM Grand.

Secara hukum, kasino wajib menyimpan uang tunai yang cukup untuk menutup semua taruhan pemain. Danny memperkirakan, saat malam pertandingan tinju besar, brankas bawah tanah ketiga kasino itu bakal menyimpan lebih dari USD 150 juta (sekitar Rp2,52 triliun).

Masalahnya, brankas tersebut dijaga sistem keamanan super ketat dan hampir mustahil ditembus. Setelah Benedict secara arogan mengusir Reuben dari kasinonya, Reuben pun langsung setuju mendanai aksi balas dendam ini.

Danny dan Rusty kemudian membentuk tim impian berisi delapan orang dengan keahlian unik, Frank Catton si penipu licin, Saul Bloom penipu senior yang sudah 'pensiun', saudara Malloy Virgil dan Turk ahli kendaraan, Basher Tarr spesialis bahan peledak, Livingston Dell teknisi pengawasan, Yen akrobat bisu nan lincah, serta Linus Caldwell, pencopet muda penuh bakat.

Mereka bahkan membangun replika persis brankas kasino untuk latihan, sambil menyusup ke Bellagio demi mempelajari sistem keamanan, kebiasaan staf, dan layout gedung.

Tugas Linus adalah membuntuti Terry Benedict. Dari situ terungkap fakta panas, Benedict sedang menjalin hubungan dengan Tess, mantan istri Danny. Rusty mulai curiga kalau motif Danny bukan cuma soal uang, tapi juga soal perasaan lama yang belum selesai.

Ia sempat ingin membatalkan perampokan, tapi Danny bersikeras lanjut. Danny kemudian bertemu Tess, yang masih terluka oleh masa lalu mereka, dan juga Benedict, yang sudah terang- terangan melarang Danny menginjakkan kaki di kasino miliknya. Taruhannya pun jadi makin personal.