En octubre de 1944, Saul Ausländer trabaja como prisionero judío-húngaro del Sonderkommando en Auschwitz. Su trabajo consiste en recuperar los objetos de valor de la ropa de los muertos, sacar los cuerpos de las cámaras de gas y limpiar las cámaras antes de que llegue el siguiente grupo para ser gaseado. Trabaja estoicamente, aparentemente adormecido por los horrores diarios. Entre los muertos después de un gaseo, Saúl ve a un niño que apenas vive asfixiado por un médico nazi que pide que se le haga una autopsia. Saúl se adelanta e insiste en llevar él mismo el cadáver al médico de la prisión, Miklós Nyiszli, compañero de prisión húngaro y asistente forzoso de Josef Mengele. Le pide a Miklós que no descuartice al niño para poder darle un entierro judío adecuado. Miklós se niega, pero dice que puede tener cinco minutos a solas con el niño esta noche, antes de la cremación. Saúl va en busca de un rabino que realice el ritual funerario. Acude al rabino Frankel en el crematorio, quien desestima la preocupación de Saúl y le sugiere que realice él mismo el entierro.

Saúl escucha al Sonderkommando Abraham hablar de un levantamiento contra los guardias de las SS con el Oberkapo Biederman (Urs Rechn). Biederman primero quiere fotografiar las atrocidades del campo usando una cámara recogida de la ropa de una caravana anterior gaseada, y pasar las fotos al exterior para atraer la atención y la ayuda. Saúl pregunta por otro rabino y Abraham le habla de "el Renegado", un rabino griego que ha perdido la fe. A cambio, Saúl ofrece su ayuda en su plan y recibe instrucciones de ir con un prisionero (Katz) a reparar una choza; le dan una joya para que la use como soborno en caso de que lo atrapen. Cuando Saúl y Katz llegan a la choza, Saúl finge arreglar la cerradura de la puerta principal, mientras Katz saca una cámara del interior de la choza y empieza a tomar fotos de la cremación. Saúl oye a los guardias y esconde la cámara fuera, en una alcantarilla. Los guardias registran la choza, pero no encuentran nada.

Entonces Saul se cuela en un camión de otra unidad del Sonderkommando y se dirige a la orilla de un río cercano, donde las cenizas de los crematorios se vierten al río. Saul encuentra al Renegado, que se niega a ayudarle. Saul amenaza entonces con alertar al Oberkapo de la unidad, Mietek, de que el Renegado es un rabino recitando una bendición judía. Cuando el Renegado se niega una vez más, Saul arroja la pala del hombre al agua. El rabino salta al río para recuperar la pala o ahogarse. Saul, que no sabe nadar, consigue llevar al Renegado de vuelta a la orilla del río y ambos son llevados ante el comandante de las SS de la unidad. Tras un interrogatorio, el Renegado es ejecutado y a Saul se le permite volver a la unidad.

Saul se enfrenta entonces a Mietek, que se da cuenta de que es de otra unidad. Para apaciguar a Mietek, Saul le da la joya. De vuelta al campo, tras pasar lista, Saúl se cuela en el despacho de Miklós, donde es sorprendido por un grupo de oficiales nazis. Uno de ellos empuja a Saúl como si fuera una marioneta y se burla de las danzas judías, para finalmente obligarlo a salir de la habitación. Tras buscar en vano el cuerpo del niño, Saúl se enfrenta a Miklós, que le asegura que lo ha ocultado a los demás médicos por seguridad. Saúl se cuela en la sala de autopsias y se lleva el cuerpo a su propio barracón en un saco.

Esa noche, el comandante de las SS, Moll, llama a Saúl para que limpie las mesas de la cena. Biederman entra y se le ordena que escriba una lista de setenta nombres. Esto lleva a Biederman a creer que su unidad pronto será gaseada. Biederman revela la información a Abraham, quien le indica a Saul que se dirija al campo de mujeres, donde recogerá un paquete de pólvora de contrabando de una prisionera llamada Ella. Cuando Saúl se encuentra cara a cara con Ella, está claro que se conocen. Ella le llama por su nombre y le estrecha la mano, pero él se retira. Después de recoger el paquete, Saúl cae deliberadamente en una fila de judíos húngaros recién llegados, que son conducidos al bosque para su ejecución. Saúl, de nuevo, busca a un rabino entre los que llegan. Un francés llamado Braun se le acerca y convence a Saul de que es un rabino. Saúl disfraza a Braun de miembro del Sonderkommando y lo introduce a escondidas en el campo. Cuando Saúl llega al campamento se enfrenta a Abraham y se da cuenta de que durante el tumulto en el bosque ha perdido el paquete. Al ser interrogado, dice que el niño muerto es su hijo ilegítimo, afirmación que Abraham dice que no es cierta.

A la mañana siguiente, durante el pase de lista, Miklós encuentra a Saúl y le dice que necesita un cuerpo de reemplazo, similar al que Saúl ha tomado. Los prisioneros son convocados al crematorio para volver al trabajo, donde descubren que Biederman y su unidad han sido gaseados por las SS. Abraham inicia un motín con los demás prisioneros y atacan a los guardias de las SS, iniciando la rebelión. Tras conseguir escapar del crematorio, Saúl recupera el cuerpo del niño y escapa al bosque con Braun y otros pocos prisioneros. Cuando llegan a un río, Saul encuentra la oportunidad de enterrar el cuerpo, sólo para descubrir que Braun es un fraude cuando no puede recitar el Kaddish. Cuando oye que los guardias se acercan, Saúl intenta llevar el cuerpo al otro lado del río. Incapaz de manejar la corriente con el peso añadido, pierde el agarre del saco y es sacado del río por el rabino Frankel mientras el cuerpo se aleja flotando. Cuando los prisioneros llegan a un cobertizo en el bosque, comienzan a discutir un plan para unirse a la resistencia polaca. Saúl se fija en un joven campesino que se asoma al cobertizo y le sonríe, la única vez que se muestra con una sonrisa. El chico sale corriendo y recorre una corta distancia antes de que un oficial de las SS lo agarre y lo haga callar mientras los guardias pasan corriendo en dirección al cobertizo. Cuando todos han pasado, el oficial le suelta y el chico corre hacia el bosque mientras el sonido de los disparos resuena tras él.