大贼头丹尼·奥申（乔治-克鲁尼饰）是一个好战的男人。刚刚从新泽西监狱获得假释出来不到24小时，这个扭曲又神通广大窃贼就已开始着手他的下一个计划。本着不伤害任何人、不向无辜的人伸手和不做蚀本生意的“三项原则”，他将策动一场有史以来最复杂、最缜密的赌场劫案。
丹尼的“神偷小组”成员有：拉斯提·瑞安（布莱德·皮特饰），他是奥申最信赖的人，负责整个计划的装备筹划；莱纳斯·考德威尔（马特·达蒙饰），他的手指异常敏捷，能从任何人的口袋里掏出钱包；巴舍·塔尔（唐·钱德尔饰），是一位操一副伦敦口音的军火专家；鲁本·蒂什科夫（埃利奥特·古尔德饰），他被拉斯维加斯的新主人扫出了旅馆，正准备找机会出出恶气；马洛伊兄弟——弗吉尔（卡西·阿弗莱克饰）和特克（斯科特·凯恩饰），是非常内行的汽车专家、驾驶高手和改装能手；弗兰克·卡顿（伯尼·麦克饰），是职业发牌手和监视者；索尔·布卢姆（卡尔·雷纳饰），一个自认为已退出这一行的诈骗犯；利文斯顿·德尔（艾迪·杰米森饰），是这个小组的耳目，他游刃于法律的两面，使他成了一个侦察专家，能破掉最复杂的安全系统；还有袁（秦少波饰），是一个华人杂技演员，他独特的才能使他成了最好的多面手。至于行动的时间，就定在伦诺克斯·刘易斯和沃迪米尔·克利切科争夺重量级拳击冠军的那个夜晚。
是巧合还是有意的安排。只有丹尼自己明白。为了干这一票，他不得不以生命和与泰丝（朱莉娅·罗伯茨饰）重归于好的良机作冒险。但是如果一切都按照丹尼那复杂且几乎不可能实现的计划进行的话，他根本用不着在劫案和与泰丝的和好之间作选择了。
