En septiembre de 1972, un atentado terrorista sin precedentes fue retransmitido en directo para 900 millones de telespectadores, augurando el comienzo de un nuevo mundo marcado por una violencia impredecible. Ocurrió durante la segunda semana de los Juegos Olímpicos de verano que se celebraban en Munich. Un grupo extremista palestino conocido como Septiembre Negro entró en la Ciudad Olímpica, mató a dos miembros del equipo olímpico israelí y se hizo con nueve rehenes. El tenso enfrentamiento y la trágica matanza productos del secuestro fueron retransmitidos en directo en todo el mundo y acabó 21 horas más tarde. Con los acontecimientos de Munich, el mundo conoció por primera vez el terror en directo, pero poco se supo de las consecuencias del atentado. El protagonista de la historia es un joven agente secreto israelí, Avner (Eric Bana). Uno de sus superiores en el Mosad, llamado Ephraim (Geoffrey Rush), habla con Avner, que sigue dolido y furioso por el salvaje atentado, para proponerle una misión sin precedentes en la historia de Israel. Le pide que abandone a su esposa embarazada, que olvide su identidad y desaparezca de la faz de la tierra para cazar y matar a los once hombres acusados por los servicios secretos israelíes de haber planeado la matanza de Munich. A pesar de su juventud y de su falta de experiencia, Avner no tarda en convertirse en el líder de un equipo de cuatro miembros (además de él) tan diferentes como hábiles: Steve (Daniel Craig), un surafricano temerario y duro es el conductor; Hans (Hanns Zischler), un judío alemán experto en falsificar documentos; Robert (Mathieu Kassovitz), un fabricante belga de juguetes reconvertido a fabricante de explosivos; y Carl (Ciarán Hinds), un hombre silencioso y metódico que se encarga de "limpiar" cuando los demás se van. Desde Ginebra, Frankfurt, Roma, París, Chipre, Londres hasta Beirut, Avner y su equipo viajan de incógnito, buscando a cada uno de los objetivos incluidos en una lista secreta, asesinándolos uno a uno mediante complicados complots. Obligados a trabajar fuera de la ley, siempre de un lado a otro, sin hogar ni familia, la única conexión con otros seres humanos son los demás miembros del equipo. Pero incluso esta relación se resquebraja cuando empiezan a discutir por preguntas que se hacen cada vez más presentes: "¿A quién matamos exactamente? ¿Es posible justificarlo? ¿Detendrá esto el terror?". Atrapados entre el deseo de justicia y las crecientes dudas, la misión empieza a corroer las almas de Avner y de su equipo, al mismo tiempo que se hacen conscientes de que cuanto más tiempo dure la caza, más probabilidades habrá de convertirse en presas.