Hanna, 16 ans, n'est pas une adolescente comme les autres. Élevée loin de tout par son père, Erik, ex-agent de la CIA, elle n'ignore aucune des techniques de combat ou de survie qui font les plus redoutables soldats. Erik lui a enseigné tout ce qu'elle sait à partir d'une encyclopédie et d'un recueil de contes de fées. Formée depuis son plus jeune âge, Hanna est une combattante parfaite. Séparée d'Erik, Hanna découvre le monde extérieur pour la première fois et se lance dans la mission que sa famille doit achever. Elle est prête. Pourtant, avant de pouvoir retrouver son père à Berlin comme prévu, elle est capturée par les hommes de l'agent Marissa Wiegler, une femme que bien des secrets relient à Hanna et Erik. Détenue quelque part dans une base souterraine, Hanna parvient à s'échapper. S'adaptant à un environnement inconnu, la jeune fille doit survivre. Alors que Marissa la pourchasse, de plus en plus proche, Hanna doit faire face à de stupéfiantes révélations qui vont bien au-delà de sa propre identité...