El relato transcurre en los meses posteriores a la masacre judía en los Juegos Olímpicos de Múnich 1972, y cuenta la historia de un comando del Mossad, dirigido por un joven agente secreto israelí Avner (Eric Bana), al que ordenan encontrar y asesinar a 11 palestinos, algunos de ellos miembros de la organización terrorista Septiembre Negro, responsable de la muerte de los 11 miembros del equipo olímpico israelí. Para ello, tendrá que abandonar a su mujer embarazada, cambiar su identidad y junto a otros agentes, localizar, buscar y matar a las personas que según el Mossad son responsables de esta matanza. Sus compañeros serán Steve (Daniel Craig), un judío de origen sudafricano, Carl (Ciarán Hinds), encargado de la limpieza posterior a cada acción, Hans (Hanns Zischler), experto falsificador alemán y Robert (Mathieu Kassovitz), fabricante belga de juguetes transformado en artillero (fabricante de explosivos).