超キレ者の犯罪立案者ダニー・オーシャン(ジョージ・クルーニー)は、かつてラスベガスのカジノ王、テリー・ベネディクト(が経営する、誰にも破れないと言われたカジノの金庫から想像を超えた策略で大金を奪い、一躍犯罪界のもっとも悪名高き首謀者となった。強奪金は、しめて1億6千万ドル。それを仲間たちと山分けした後、ダニーは別れていた元妻テス(ジュリア・ロバーツ)と復縁。静かで“合法的な”暮らしをそれなりに楽しんでいたが…。詐欺師としてのキャリアが行き詰まっていたラスティー・ライアン(ブラッド・ピット)は、ダニーからカジノ強奪の話を持ちかけられ、彼の右腕として才覚を発揮する。みごと、信じられないような大成功を収める。その後、彼はオシャレなハリウッドのホテル経営者に転身。そんなラスティーを待っていたのは、次なるビッグな強奪計画だけではなく、本物の“LOVE”の予感が…。スリにかけては右に出る者のいない、しかし野心が先走りして失敗しがちのナイス・ガイ、ライナス・コールドウェル(マット・デイモン)。カジノ強奪で立派に役割を果たした彼は、ダニーを真似て自分自身のチームを作ろうと、シカゴで“人材開発”に金を使っている。来たるべき任務の到来に、彼は一人前のオトコとしてチームの要に立候補するが…。