Nota: Hay dos versiones diferentes de Revolver. Este resumen del argumento corresponde a la versión preferida por el director, Guy Ritchie.

En una ciudad no identificada, el gángster y jugador Jake Green (Jason Statham) sale de la cárcel tras siete años de aislamiento por un delito no especificado. Debido a ello, Jake desarrolla claustrofobia: se vuelve increíblemente ansioso en los espacios reducidos y desprecia viajar en los ascensores.

Dos años después, Jake y su hermano Billy (Andrew Howard) viajan a un casino propiedad de Dorothy Macha (Ray Liotta), un jefe de la banda que se dedica al juego ilegal en toda la ciudad. Macha es la responsable de haber ordenado a Green que cometiera el crimen que dio lugar a su condena en prisión. Aunque Billy se muestra reacio, los hermanos llegan para cobrar la deuda que Green cree que el gángster tiene con ellos. Macha no tarda en llamarlos a una zona privada de su casino donde se está celebrando una partida de grandes jugadores. Jake apuesta a Macha una fortuna en un lanzamiento de fichas a uno de los jugadores de la mesa, y pierde. Manipulando a Macha en una sensación de falsa seguridad, hace la misma apuesta con él, pero esta vez, gana. Humillado, Macha ordena a su lugarteniente que mate a Jake.

Mientras Jake y sus hermanos salen del casino, un hombre (Vincent Pastore) le entrega a Jake una carta y le dice que puede ayudarle. La fobia de Jake le obliga a subir por las escaleras. En el hueco de la escalera, Jake mira la tarjeta y se derrumba, cayendo por las escaleras. En la tarjeta se lee "Tome el ascensor". Jake es trasladado al hospital. Los médicos informan que no saben por qué se desmayó, pero le informan que tendrán los resultados en unos días. Más tarde, Jake llega a su casa, sin Billy, donde le espera el asesino de Macha, Sorter (Mark Strong).

En su puerta hay otra tarjeta, en la que se lee "Recoge esto". Cuando Jake se agacha para recoger la tarjeta, las balas vuelan sobre su espalda. Mientras el tiroteo continúa, el mismo individuo misterioso, un prestamista llamado Zach, llega y rescata a Jake, que es la única persona que sobrevive al golpe. Zach presenta a Jake a su socio, Avi (André Benjamin). Le ofrecen un trato: se quedarán con todo su dinero y él hará lo que ellos digan, sin hacer preguntas. A cambio, protegerán a Jake de Macha. En el transcurso de su propuesta, le muestran a Jake su expediente médico, que han obtenido misteriosamente. En él se indica que el desmayo se produjo debido a una rara enfermedad de la sangre que le causará la muerte en tres días. Jake sospecha que le están engañando y se marcha.

Más tarde, en una visita a su médico, le dan el mismo pronóstico y le dicen que le quedan tres días de vida. Jake vuelve al billar de Avi y Zach con una bolsa de dinero y acepta sus condiciones. Los misteriosos hombres revelan que su dinero se utilizará para financiar su empresa de préstamos de dinero, y luego interrogan a Jake sobre su estancia en prisión. Jake explica que le dieron a elegir entre pasar 14 años en la población carcelaria general o 7 años en régimen de aislamiento, y que eligió esta última opción.

Durante su período de aislamiento, Jake se entera de una estrategia específica (llamada "La Fórmula") que se supone que permite a su usuario ganar todas las partidas. La fórmula fue descubierta por dos hombres anónimos que vivían en celdas adyacentes a la de Jake. Se les conoce como un experto en ajedrez y un estafador. Durante los primeros cinco años de su condena de siete, los tres hombres se comunican sus ideas sobre los trucos de confianza y las jugadas de ajedrez a través de mensajes ocultos en libros de la biblioteca, como Las matemáticas de la mecánica cuántica.

El experto en ajedrez y el estafador planean abandonar sus celdas simultáneamente, y prometen llevarse a Jake con ellos. Pero cuando desaparecen de sus celdas, dejan a Jake atrás para que cumpla los dos años restantes de su condena. Cuando Jake es liberado, descubre que todas sus posesiones y su dinero han sido tomados por los dos hombres con los que había compartido todo. Desanimado, utiliza La Fórmula, para ir ganando en varios casinos. Jake se ganó una reputación que hizo que muchas casas de juego temieran su extraña "suerte", y está en la lista negra de muchos casinos. La Fórmula se aplica a cualquier juego, y a menudo se ejemplifica con la aparente maestría de Jake en el ajedrez.

Mientras tanto, Macha negocia un trato de cocaína con Lily Walker (Francesca Annis), la asesora del invisible capo del crimen Sam Gold, que supuestamente es la "figura definitiva" a la que aspiran todos los demás miembros del hampa. Walker advierte a Macha de que Sam Gold no es alguien a quien haya que retrasar y subraya que "odia la publicidad". Jake acompaña a Avi y a Zach mientras realizan un atraco a una cámara acorazada llena de cocaína del casino de Macha. Desesperado porque ahora está en deuda con Gold, Macha envía a su lugarteniente a apelar a su rival, el capo de las tríadas Lord John (Tom Wu) para que le venda cocaína de sustitución a un precio muy inflado. Lord John rechaza insultantemente hacer un trato con su enemigo. Con Jake, Zach y Avi roban entonces el local por millones de dólares; inculpando a Macha por el robo.

Furioso, Lord John envía a una asesina vestida de camarera para que mate a Macha en su restaurante. Sorter dispara a la asesina, pero sólo la hiere. Luego sale y mata al conductor de la fuga cuando intenta huir en un coche. En el interior, Macha forcejea con la sicaria, durante lo cual ésta le dispara un dedo. Enfurecido, Macha vacía la pistola de su guardaespaldas contra la asesina. En represalia, Macha hace que Sorter mate a Lord John y envía a sus secuaces a interrogar a los miembros de la tríada de John para averiguar la ubicación de la cocaína robada. Los mafiosos chinos niegan cualquier implicación e implican a Jake incluso cuando los matones de Macha los torturan hasta la muerte.

Zach y Avi hacen que Jake done todo el dinero que les ha dado hasta ahora a una organización benéfica para niños en nombre de Macha. Macha acepta el crédito, creyendo que así mejorará su reputación. Sin embargo, más tarde recibe la visita de Walker, quien afirma que Gold está furioso por la nueva publicidad de Macha y su constante retraso en el trato. Macha le ruega que le dé más tiempo para resolver el negocio, pero Walker se limita a marcharse con una críptica amenaza.

Tres días después de que Jake se enterara de su diagnóstico terminal, se despierta con una llamada de Avi, que le dice que está "libre" de su enfermedad. Jake vuelve a ver a su médico, que le revela que el diagnóstico original era incorrecto; Jake padece una rara enfermedad de la sangre, pero es tratable y no es terminal. El médico se disculpa profusamente por el error. Mientras tanto, Macha, que ahora cree que Jake es el que conspira contra él, dobla a sus secuaces para que le sigan la pista hasta una casa en la que viven Avi y Zach, pero él los evade. En la persecución, uno de los sicarios cae sobre su escopeta y muere. Los mafiosos interpretan mal este accidente y creen que Jake lo ha matado.

Jake se encuentra con Avi y Zach en una azotea, donde se revela que fueron los "vecinos" de Jake durante sus años de encarcelamiento. Revelan que Sam Gold es una cifra en última instancia impotente, cuyo poder sólo se lo conceden aquellos que invierten en él. Representa el ego y es la personificación de la codicia. Avi intenta que Jake comprenda la naturaleza del ego y desafíe su propia inversión de toda la vida en él. Los hombres le explican a Jake que, al despojarlo de la encarnación física del ego (su dinero), lo han liberado del "juego" de Gold.

En otro lugar, para saldar una deuda con los Macha, el hermano de Jake, Billy, es traicionado por su guardaespaldas, que deja entrar a Sorter y al lugarteniente de Macha en la casa de Billy. Los secuaces de Macha torturan a Billy y amenazan con secuestrar a su hija para averiguar dónde está Jake. Los actos violentos inquietan a Sorter y le permiten encontrar su conciencia. En contra de su buen juicio, rechaza su ego matando a todos sus compañeros y rescatando a la chica.

(Nota: En la versión del cine, Sorter es asesinado y la chica es secuestrada).

Esa noche, un Jake armado irrumpe en el ático donde duerme Macha. Sorprendentemente, se arrodilla ante la cama y pide perdón a una Macha medio desnuda. Jake se marcha en el ascensor, que se queda atascado en el piso 13. Macha recupera su propia pistola y baja corriendo las escaleras para encontrarse con Jake en la planta baja. Mientras espera en el ascensor, Jake mantiene una conversación en su mente en la que rechaza su ego. Al hacer esto, Jake se sale del proverbial tablero de ajedrez al hacer un esfuerzo consciente por invertir todo lo que su ego le dice que haga. Esto se ve como la aplicación más verdadera y fundamental de la Fórmula.

Cuando las puertas se abren y Jake está a punto de salir del edificio, Macha le apunta con una pistola, pero un Jake calmado se niega a temerle. Deja a Macha hecho un lío, patético, llorando en el vestíbulo de su ático: Jake ha rechazado el ego, mientras que Macha se ha visto consumido por él, lo que ha provocado su humillación.

(Nota: aquí termina la versión del director).

En la versión normal de la película, Jake se entera del secuestro de la sobrina y decide devolver el dinero de los jefes del crimen para salvarla. Cuando llega, Macha apunta con una pistola a la sobrina de Jake, pero éste no muestra ningún temor. Un Macha humillado comenta que Jake no puede matarlo si ya está muerto. Entonces se pone la pistola en la cabeza y aprieta el gatillo mientras la pantalla se corta en negro.