Вийшовши на волю, шахрай Денні Оушен (Джордж Клуні), який відсидів у в'язниці, порушує умови свого умовно-дострокового звільнення і вирушає до Лос-Анджелеса, щоб побачитися з колишнім напарником і близьким другом Расті Раяном (Бред Пітт). Сидячи у в'язниці, Денні продумав план нової афери, для здійснення якої йому потрібна допомога Расті. Приятелі їдуть до Лас-Вегаса, щоб запропонувати своєму багатому знайомому, колишньому власнику казино Рубену Тішкоффу (Елліот Гульд / Elliott Gould) профінансувати операцію. Вони знають, що він клюне на їхню приманку: вони збираються пограбувати казино Террі Бенедикта (Енді Гарсіа), який колись вичавив Рубена з грального бізнесу. Тішкофф добре знає систему безпеки казино, тому він може помститися своєму старому кривднику. У Вегасі очікується наплив відвідувачів через матч зіркових боксерів. Оскільки Комісія штату Невади зобов'язує казино мати запас грошей для виплати виграшів, аферисти припускають, що в разі удачі зможуть забрати з "Белладжіо" понад 150 мільйонів доларів.
Для реалізації свого плану Денні та Расті набирають команду: талановитого кишенькового кишенькового злодія Лінуса Калдвелла (Метт Деймон); шахрая Френка Каттона, який влаштувався на роботу в казино (Берні Мак/Bernie Mac); обдарованих механіків, братів Вірджіла (Кейсі Аффлек/Casey Affleck) і Турка Маллоєв (Скотт Каан/Scott Caan); фахівця з електроніки Лівінгстона Делла (Едді Джеймісон / Eddie Jemison); експерта з вибухівки Башира Тарра (Дон Чідл / Don Cheadle) і верткого китайського акробата Єна (Шаобо Кін / Shaobo Qin). До команди також приєднується старий колега і вчитель Сол Блум (Карл Рейнер / Carl Reiner).
Під час підготовки пограбування Денні дізнається, що його колишня дружина Тесс (Джулія Робертс) тепер живе з Бенедиктом. Расті турбується, що емоції завадять Денні провести операцію, і пропонує все скасувати. Але для Денні стає питанням честі залишити Бенедикта ні з чим в усіх відношеннях. У призначений час операція починається, але без несподіванок, як завжди, не обходиться. Оушен додає до початкового плану ще один штрих. Знаючи, що Тесс спостерігає за ними через камеру стеження, він запитує Бенедикта, чи обміняв би той Тесс на вкрадені гроші.