父は一般的な情愛の念をハンナに見せず、もっぱらハンナのサバイバル能力を磨くのに専念していた。また偽の経歴や住所を、いつでもすらすらと説明できるように繰り返し仕込む。狩りに出たハンナは、トナカイを矢で射留め、瀕死となったトナカイに近づくと、命を奪う直前に「心臓を外しちゃった」と呟く。父はそんな彼女に容赦なく襲いかかり、油断の恐ろしさを教え「トナカイは自分で持ち帰れ」と言い捨てて冷たく立ち去る。ソリに乗せ、どうにかトナカイの死体を小屋に持ち帰り、憐憫の情も見せずに黙々と皮を剥ぎ、肉を処理するハンナ。
「私の用意はできているわ」としきりとせがむハンナに、ある日、父は「この装置のスイッチを入れれば外界に出ていける」と教える。父が狩りに出ている間に、ハンナは決心して装置のスイッチを入れる。すると、米国CIAエージェントのマリッサ・ウィーグラー（ケイト・ブランシェット）がその信号に気づいた。
ハンナが装置を作動させたことを知った父は、髪を切り髭を剃り、スーツ姿で一人小屋を離れる。間もなく、ヘリコプターでCIAエージェント率いる一個小隊が小屋を襲った。２人の兵隊をたちまち片付けたハンナだが、彼らに囚われ、どこかに拉致される。
基地で身体検査及びDNA検査を受けたハンナ。マリッサと名乗る女性エージェントが部屋を訪れた時、ハンナは泣きじゃくりながら彼女に抱きつく。しかし次の瞬間、女性エージェントはハンナに絶命させられていた。「魔女を殺した」と信じこむハンナ。背筋の凍る思いをする本物のマリッサ。
ハンナは自分の身体検査レポートを入手し、追いすがる兵を次々と倒し、基地の外へと脱出した。だがそこは一面の砂漠と荒野だった。
かつてマリッサと同じCIAエージェントだったエリックと、ハンナの母ヨハンナ、そしてまだ幼児のハンナは、ある機関から車で逃走中に、立ちふさがったマリッサの銃弾で車が脱輪炎上、逃げ遅れたヨハンナがマリッサの手で殺されたのだった。死に際に「あなたは永遠に、彼女を捕らえられないわ」と謎の言葉を呟いたヨハンナ。以来、マリッサは繰り返しその言葉を思い出すのだった。