Op de eerste dag van zijn vrijlating begint Danny Ocean (George Clooney) meteen met de voorbereiding van de grootste geldroof uit de geschiedenis van Las Vegas.
Samen met zijn vroegere partner in crime Rusty Ryan (Brad Pitt) stelt hij een elfkoppig team samen om de extreem goed beveiligde kluis van drie van Las Vegas grootste casino's (Bellagio, Mirage en MGM Grand) leeg te roven. Deze casino's zijn eigendom van de keiharde zakenman Terry Benedict (Andy Garcia).

Al snel blijkt dat het Danny niet alleen om de kluisinhoud van 150 miljoen dollar te doen is, Terry Benedict heeft namelijk een relatie met Danny's ex-vrouw Tess (Julia Roberts). Dat Danny Ocean er aan het eind van de film met het geld én het meisje vandoor gaat, is natuurlijk te voorspellen, maar dat maakt de film niet minder leuk.

De kijker beleeft de eigenlijke beroving in real time mee en heeft tot het einde toe geen enkel idee hoe het nou precies in elkaar zit. Aan het begin van de film zit ook nog een leuke pokerscène, waarin Rusty Ryan pokerles geeft aan bekende Amerikaanse tienersterren die allemaal zichzelf spelen. Uiteraard zijn de sterretjes hopeloos en worden ze als Danny Ocean binnenkomt ook nog eens voor duizenden dollars belazerd.

Een leuk Las Vegas detail in de film is de sloop van het Desert Inn casino. Er zijn echte beelden van de instorting van dit casino gebruikt. Reuben Tishkoff (Elliott Gould) is in de film de voormalig eigenaar van dit casino en heeft het noodgedwongen aan Terry Benedict moeten verkopen. Uit wraakgevoelens over de sloop is hij de financier van Danny's hele plan. Het karakter van Terry Benedict is overigens gebaseerd op Steve Wynn, de toenmalig eigenaar van de drie genoemde casino's. Wynn heeft de Desert Inn laten slopen en op die locatie aan de Strip het schitterende Wynn hotel en casino neergezet, dat in april 2005 haar poorten opende.

Nog een duidelijke verwijzing naar Steve Wynn is de opmerking die Terry per telefoon tegen Rusty maakt: "If you should be picked up buying a $100,000 sports car in Newport Beach, I'm going to be extremely disappointed...". Dit was exact de manier waarop de kidnappers van Steve Wynn's dochter tegen de lamp liepen, toen ze in Newport Beach met het betaalde losgeld een dure sportwagen probeerden te kopen.

De film is overigens een zeer losse remake van de gelijknamige Rat Pack-film uit 1960, waarin Frank Sinatra de rol van Danny Ocean voor zijn rekening nam. Regisseur Steven Soderbergh heeft met enkele gegevens van de oude film een bijzonder vermakelijke en onderhoudende kaskraker neergezet.