라스베가스 카지노 거물 베네딕트의 금고를 털어 1억 6천만 달러의 거액을 나눠가진 지 3년 후. 대니 오션(조지 클루니)과 참모인 러스티 라이언(브래드 피트), 소매치기 계의 떠오르는 샛별 라이너스 캘드웰(맷 데이먼) 등 11명의 오션 일당들이 라스베가스 카지노 거물 테리 베네딕트(앤디 가르시아)의 금고를 턴지도 어언 3년이 지났다. 자그마치 1억 6천만 달러의 거액을 서로 나눈 뒤, 각자 어두운 과거를 청산하고 조용히, 올바르게 살려고 노력해왔다. 쉽지만은 않은 일이지만.  그런 그들이 하나, 둘, 다시 모이게 된다. 누군가가 약속을 깨고 베네딕트와 내통하면서, 1억 6천만 달러를 되갚아야 하는 처지에 몰렸기 때문. 그것도 이자까지 쳐서! 기한 내에 돈을 갚지 않으면 엄청난 복수를 하겠다고 베네딕트는 벼르고 있고, 나눠 가졌던 돈은 이미 바닥나 버린 상태. 할 수 없이 그들은 다시 한 번 한탕을 모의하게 된다.  그러나 설상가상으로 러스티의 옛 연인이자 유로폴의 유능한 수사관 이사벨(캐서린 제타 존스)이 그들을 뒤쫓고, 자신이 최고의 도둑임을 자처하는 일명 '밤 여우' 프랑소와 뚤루(뱅상 카셀)까지 가세해 누가 세계 최고인지를 가리자며 오션 일당을 방해하기 시작한다. 이에 오션 일당은 대니의 아내 테스(줄리아 로버츠)를 영입, 최고의 한탕을 노리는 작전을 실행하게 되는 데….