Ahmad Shah, un señor de la guerra talibán local en el valle de Korangal, es identificado como la persona responsable de la muerte de varios marines, además de los aldeanos que se cree que han ayudado a las fuerzas estadounidenses en Afganistán. Un equipo de los Navy SEAL, formado por Michael Murphy, Matthew Axelson, Danny Dietz y Marcus Luttrell, recibe la orden de capturar a Shah.

Insertados durante la noche en un helicóptero, el equipo de cuatro hombres se dirige hacia la última ubicación conocida de Shah. Debido al terreno montañoso en el que opera el equipo, las comunicaciones con J-Bad se vuelven difíciles. Aunque el equipo identifica a Shah, es descubierto por los aldeanos locales, uno de los cuales lleva un walkie-talkie. Creyendo que los aldeanos son simpatizantes de los talibanes, los SEAL se debaten entre liberarlos o matarlos. Murphy ordena que los liberen.

El equipo sube por la ladera de la montaña, abortando su misión y con la intención de extraerlos. Sin embargo, fieles a las preocupaciones de los SEAL, los aldeanos alertan a los talibanes, que persiguen al equipo. Aunque los SEAL comienzan con ventaja, el gran número de fuerzas talibanes comienza a abrumarles a ellos y a su posición. Empujados hacia un barranco, los SEAL no tienen más remedio que saltar, pero pierden el equilibrio cuando un RPG estalla delante de ellos. Dietz muere y los SEAL restantes intentan desesperadamente conseguir apoyo. Murphy escala el acantilado para obtener una señal clara que finalmente alerta a la QRF, aunque es asesinado poco después.

La QRF acude en ayuda de los SEAL, aunque los dos helicópteros Chinook vuelan sin apoyo del Apache. Animados brevemente por la llegada de los refuerzos, Luttrell y Axelson observan impotentes cómo un Chinook es derribado por un RPG. El segundo aborta, dejando a Luttrell y Axelson a su suerte. El desorientado Axelson, ya gravemente herido por la batalla, pronto es acorralado por los talibanes y asesinado. Luttrell también es descubierto, aunque sobrevive a un ataque con RPG y es capaz de esconderse de sus perseguidores durante la noche y escapar.

Vagando solo, Luttrell se encuentra con un pequeño arroyo cuando es descubierto por Mohammed Gulab, un pashtún local. Acogiendo al herido y agotado Luttrell a su cuidado, Gulab lo esconde de los talibanes en su casa, y también envía a otro aldeano a la base estadounidense más cercana para que informe sobre la ubicación de Luttrell. Shah llega a la aldea para ejecutar a Luttrell, pero los aldeanos se resisten. Shah se marcha, pero regresa más tarde con varios pistoleros talibanes y se enfrenta a los aldeanos. Los Rangers llegan en medio de la batalla y evacuan a Luttrell, que también agradece a Mohammed su ayuda.

Durante un montaje de cuatro minutos se muestran imágenes del verdadero Luttrell, de Gulab y de los miembros del servicio caídos durante la misión, y en un epílogo se explica que los aldeanos pastunes aceptaron ayudar a Luttrell como parte de un código de honor tradicional conocido como el Pashtunwali.