Hanna (Esme Creed-Miles) é uma adolescente de 15 anos que vive com o pai, Erik (Joel Kinnaman) na zona rural da Finlândia. Sua rotina pacata muda quando ela descobre que ele trabalhava para uma organização governamental mudando o DNA de bebês para criar super-soldados e Hanna fora parte do experimento. Mas quando ele se apaixona por Johanna, mãe de Hanna, decide resgatar a bebê e criar como sua filha. Hanna, depois, conhece uma ex-agente da CIA, Marissa (Mireilles Enos) que planeja matar todos os seus inimigos dentro do serviço de inteligência. E, então, passa por um pesado treinamento e não demora a se tornar uma hábil asssassina. Agora, ela embarca numa missão contra a CIA que pode custar sua própria vida.