Tras el fin de la Segunda Guerra Mundial, el cerebro del Holocausto Adolf Eichmann (Ben Kingsley) desaparece; otros líderes nazis se quitan la vida y ninguno se enfrenta a un juicio por sus crímenes. Años más tarde, el agente del Mossad Peter Malkin (Oscar Isaac) mata por error a la persona equivocada mientras persigue a un criminal de guerra nazi en Austria, dañando su reputación.

En Buenos Aires, Sylvia Hermann (Haley Lu Richardson) comienza a cortejar sin saberlo al hijo de Adolf Eichmann, Klaus (Joe Alwyn). En una cena con su padre judío-alemán, Lothar (Peter Strauss), Klaus habla abiertamente de los judíos en Alemania y afirma que su padre murió en la guerra. Lothar empieza a sospechar y transmite su nombre al Mossad en Tel Aviv. El agente de campo Zvi Aharoni (Michael Aronov) es enviado a Buenos Aires para comenzar el reconocimiento, presumiblemente ofreciéndole el trabajo por encima de Peter.

Klaus lleva a Sylvia a una reunión, que resulta ser un renacimiento nazi dirigido por Carlos Fuldner, al que también asiste Eichmann. Al darse cuenta de lo que es la reunión, Sylvia se marcha abruptamente, poniendo fin a su relación con Klaus.

Ahora, trabajando en coordinación con el Mossad, Sylvia se reúne con la familia Eichmann en su casa con la excusa de reconciliarse con Klaus. Una discusión entre ella y Klaus hace que intervenga Adolf (que vive bajo el nombre de Ricardo Clement y dice ser tío de Klaus); Klaus se refiere accidentalmente a él como su padre y Eichmann es fotografiado posteriormente. Eichmann se da cuenta de que el agente le está haciendo una foto y le dibuja.

El equipo del Mossad utiliza las pruebas de la reunión para confirmar la identidad de Adolf y planificar su captura: pretenden disfrazarse de tripulación aérea y sacarlo en avión sedado. Peter y su ex-novia Hanna, una doctora, se incorporan al equipo con la función de mantener a Eichmann sedado durante sus viajes. Mientras su familia y amigos tratan de discernir si su desaparición se debe a que alguien ha descubierto su verdadera identidad, Eichmann admite quién es realmente ante sus captores. Mientras tanto, los agentes se enteran de que su vuelo de regreso se ha retrasado diez días. Además, les informan de que la compañía aérea no aceptará transportar a Eichmann a menos que éste firme una declaración jurada en la que afirme que está dispuesto a ir a Israel; él se niega a firmar porque no cree que vaya a tener un juicio justo. El interrogador del equipo no consigue llegar a Eichmann, pero Peter finalmente lo hace compartiendo su historia personal de la pérdida de su hermana y sus tres hijos pequeños en el Holocausto y escuchando la historia de Eichmann sobre su ignorancia de la matanza real de los judíos, ya que su trabajo se centraba exclusivamente en la logística.

Durante el retraso del avión y mientras esperan la capitulación de Eichmann, Klaus y la policía investigan cada vez más la desaparición de Eichmann, distribuyendo al público el retrato robot del operativo. Mientras el equipo del Mossad se prepara para marcharse, Eichmann abandona su fachada de cortesía y le cuenta a Peter una historia espeluznante en la que vio cómo asesinaban a 5.000 judíos en una fosa, preguntándose cruelmente en voz alta si uno de ellos (una mujer que había suplicado a Eichmann que salvara a su bebé) era la hermana de Peter.

Tras utilizar dólares estadounidenses en lugar de pesos, uno de los contactos del Mossad es capturado y torturado hasta que revela la ubicación del piso franco. Con los nazis y la policía acechándoles, el resto del equipo se ve obligado a alterar drásticamente su plan de huida, por lo que dos agentes tienen que quedarse atrás. La policía también confisca los permisos de aterrizaje del avión, dejándolo en tierra. Peter entrega en mano una copia del permiso al control de tráfico aéreo y, al ver que la policía se acerca, ordena que el avión despegue sin él.

Más tarde, todos los agentes se reúnen en el juicio de Eichmann. El texto indica el resultado de su juicio y la vida de Peter.