Douce vengeance sous le ciel de Las Vegas… Danny Ocean et sa bande ne pouvaient avoir qu'un seul motif pour tenter leur braquage le plus audacieux à ce jour : sauver un des leurs. Mais la chance ne suffit pas toujours lorsque l'on veut faire sauter « The Bank »… Le cruel propriétaire de casino Willy Bank ne s'attendait pas à une telle riposte lorsqu'il trahit l'ami et mentor de Danny, Reuben Tishkoff. Mauvais, très mauvais calcul, car Danny rameute ses fidèles complices pour infliger à Bank un châtiment exemplaire le soir de l'inauguration de son nouveau casino, The Bank.

Trois ans ont passé depuis le braquage historique du casino Bellagio de Las Vegas. Depuis, Danny Ocean et ses associés se sont dispersés dans la nature avec l'intention de mener une existence honnête. Remarié à Tess, ce dernier joue "profil bas" jusqu'au jour où l'un de ses anciens complices la balance à Terry Benedict. Le propriétaire du Bellagio n'y va pas par quatre chemins : la bande doit, sous peine de mort, lui restituer le magot. Et ce n'est qu'un début, car quelqu'un d'autre s'intéresse de très près aux agissements passé et présents de la bande des onze...

Après deux ans passés dans la prison du New Jersey, Danny Ocean retrouve la liberté et s'apprête à monter un coup qui semble impossible à réaliser : cambrioler dans le même temps les casinos Bellagio, Mirage et MGM Grand, avec une jolie somme de 150 millions de dollars à la clé. Il souhaite également récupérer Tess, sa bien-aimée que lui a volée Terry Benedict, le propriétaire de ces trois somptueux établissements de jeux de Las Vegas. Pour ce faire, Danny et son ami Rusty Ryan composent une équipe de dix malfrats maîtres dans leur spécialité. Parmi eux figurent Linus Caldwell, le pickpocket le plus agile qui soit ; Roscoe Means, un expert en explosifs ; Ruben Tishkoff, qui connaît les systèmes de sécurité des casinos sur le bout des doigts ; les frères Virgil et Turk Malloy, capables de revêtir plusieurs identités ; ou encore Yen, véritable contorsionniste et acrobate.