Danny Ocean vient à peine de sortir de prison, qu'il commence à mettre en place l'énorme coup qu'il a imaginé sa détention : cambrioler les plus gros casinos de Las Vegas, qui sont aussi les mieux protégés, et qui appartiennent tous à un caïd limite maniaque (Terry Benedict). Il commence par contacter un vieux complice, Rusty Ryan. Puis, avec lui, attaque la constitution d'une "dream team" imparable : un génie de l'informatique, un pickpocket virtuose, un acrobate chinois, etc. En tout, ils seront onze. Alors que l'équipe commence les repérages dans le casino où sera centralisé le magot, un nouvel éclairage sur les motivations d'Ocean apparaît : son ex-femme, Tess, est la maîtresse de Benedict. Repéré par celui-ci, il devient persona non grata dans le casino. Il réussit pourtant à rejoindre son équipe qui, après de complexes opérations, a réussi à atteindre le coffre-fort. Rusty appelle Benedict et lui propose de lui laisser la moitié du butin s'il les laisse sortir (sinon, il détruira le coffre et son contenu). Benedict appelle l'antigang qui déboule dans le coffre. Les hommes sortent, mais le coffre est vide. Puis les braqueurs disparaissent... Car les hommes de l'antigang n'étaient autres que les complices d'Ocean. Tess a reconnu la "patte" d'Ocean (qui au passage lui a révélé la superficialité de Benedict) et le rejoint.