Casino-eier Terry Benedict lokaliserer alle de elleve medlemmene av Danny Ocean's crew, og han krever at de returnerer 160 millioner dollar som de stjal fra kasinoene hans (fra Ocean's Eleven) pluss 38 millioner dollar i renter. Halvparten av gruppen planlegger å iscenesette en ny svindel i Europa, for å unngå problemer med amerikanske myndigheter. De blir tipset av en informant om et dokument som muligens kan være verdt utrolig mye penger. Men gjengen oppdager at dokumentet allerede har blitt stjålet av Night Fox, en annen mestertyv. Detektiv Isabel Lahiri fra Europol blir kontaktet for å undersøke tyveriet. Tidligere hadde Lahiri ett forhold med Rusty Ryan (spilt av Brad Pitt) som nå er medlem av Danny Ocean's crew.