丹尼奥逊（乔治-克鲁尼饰,George Clooney饰）是刚从监狱假释出来的大盗，马上又操起了老本行，这次他的目标是为了盗取赌城富豪泰瑞（安迪•加西亚 Andy Garcia 饰）的一亿五千万金钱。泰瑞来头不小，于是丹尼精挑细选了11个高手前来助阵——有扑克天才拉提斯 （布拉德•皮特 Brad Pitt 饰）、爆破专家、扒手大王、杂技演员。精密的盗窃计划开始了。　　拉提斯却发现了一个秘密，丹尼的前妻竟然和泰瑞有着不寻常的关系。泰瑞举行一个拳击比赛，那一亿五千万就是比赛的奖金。行动就安排在那一晚，拉斯维加斯的夜晚因为这次周密的盗窃计划波澜起伏。

出狱后，丹尼·奥森违反假释规定（他将留在新泽西州），前往洛杉矶与他的朋友兼犯罪同伙拉斯蒂·瑞安（Rusty Ryan）会面，提出抢劫。两人前往拉斯维加斯，向富有的朋友、前赌场老板鲁本·蒂什科夫 (Reuben Tishkoff)推销该计划。

该计划包括同时抢劫贝拉吉奥、幻影和米高梅大赌场。鲁本对赌场安全的熟悉使他非常不愿意参与其中，但当他开始认为这是报复拥有三个赌场的竞争对手特里·本尼迪克特的好方法时，他同意为该运营提供资金。

这三人知道内华达州博彩委员会要求赌场手头有足够的现金来支付所有顾客的赌注，他们预测在一场备受期待的拳击比赛当晚，贝拉吉奥金库将包含超过 1.5 亿美元 。

丹尼和拉斯蒂招募了八名前同事和犯罪专家：骗子弗兰克·卡顿和索尔·布鲁姆、汽车专家维吉尔和特克·马洛伊、爆炸物专家巴舍尔·塔尔、电子监控技术员利文斯顿·戴尔、杂技演员“神奇”颜和扒手莱纳斯·考德威尔。几名团队成员在贝拉吉奥进行勘察，尽可能多地了解赌场的安全、日常事务、工作人员的行为以及建筑本身。其他成员创建了金库的精确复制品，其建造目的是为了练习通过其强大的安全系统进行操作。

在这个计划阶段，团队发现丹尼的前妻苔丝是本尼迪克特的女朋友。拉斯蒂敦促丹尼放弃这个计划，认为丹尼在苔丝参与其中时无法做出正确的判断，但丹尼拒绝了。

战斗当晚，计划付诸实施。丹尼故意出现在贝拉吉奥，让本尼迪克特看到，正如所料，本尼迪克特将他与保镖布鲁斯一起锁在储藏室里。然而，布鲁斯在丹尼的工资单上，允许他进入通风系统并加入他的团队，因为他们夺取了金库，这与赌场内和周围其他团队成员的活动同时发生。

鲁斯蒂用手机给本尼迪克特打电话，丹尼早些时候把她的外套放进了苔丝的外套里，并告诉他，除非他让他们把金库里的一半钱拿出来，否则他们会把它炸毁；本尼迪克特看到的视频片段证实了拉斯蒂的说法。本尼迪克特照做了，让他的保镖把装满的行李袋搬到一辆等候的货车上。本尼迪克特让他的手下跟踪货车，同时他召集了一支特警队试图保护金库。

特警队的到来引发了枪战，引爆了炸药并焚烧了剩余的现金。在确认场地安全后，特警小组收集装备并离开。

当本尼迪克特到达亲自检查被毁坏的金库时，他的手下拦住了货车，发现它是由遥控驱动的，袋子里只装着妓女的传单。本尼迪克特研究了视频片段，意识到视频中金库的地板缺少贝拉吉奥标志，该标志是最近才添加到金库的。事实证明，丹尼的团队利用他们的练习跳马制作了假镜头来愚弄本尼迪克特。而且，他们本身就是特警队，在本尼迪克特的眼皮子底下用他们的装备袋从金库里拿走了所有的钱。

本尼迪克特去看看丹尼在整个抢劫过程中似乎一直被锁在储藏室里，因此与任何参与无关。当苔丝通过闭路电视观看时，丹尼欺骗本尼迪克特说他会放弃她以换取金钱。本尼迪克特对丹尼拿回钱的计划不满意，命令手下护送丹尼离开现场，并通知警方他在拉斯维加斯违反了假释规定。

苔丝离开本尼迪克特并离开酒店，正好看到丹尼被捕。其余队员在贝拉吉奥喷泉前沐浴着胜利的喜悦，一一默默地分道扬镳。

当丹尼因违反假释规定服刑后被释放时，鲁斯蒂和苔丝遇见了他。他们开车离开，本尼迪克特的保镖紧随其后，当拉斯蒂和丹尼走近拉斯蒂的车时，他注意到了他们的存在。