Femten år efter Erik Heller redder den spæde Hanna fra et hemmeligt rumænsk anlæg, bor de to dybt inde i skoven i Polen. Erik har trænet Hanna til en utrolig dræber og jæger. Men ivrig efter at vokse sig større end sin isolerede verden, begynder hun at begive sig væk hjemmefra. Dette tiltrækker CIA-agenten Marissa Wiegler, der har altid har jaget Hanna.

Efter at Marissas mænd har taget Hanna til fange, må hun kæmpe for at flygte for CIA-anlægget i Marokko og slutte sig til Erik i Berlin. Undervejs møder hun Sophie, en britisk teenager på ferie med sin familie. Sophie giver Hanna hendes første smag på den virkelige verden og det spændende teenageliv. Men trods dette glimt af normaliteten er truslen om Marissa og hendes håndlangere altid nær.

Hanna og Erik er genforenet i Berlin, hvor Hanna lærer mere om sin fars fortid. Efter at have fået et glimt af et normalt familieliv med Sophie bliver hun dog mere og mere frustreret over for de begrænsninger, Erik pålægger hende. Marissa nærmer sig, og Erik og hans venner planlægger et angreb.

Erik holder Marissa fanget og forsøger at forhandle sig frem til en aftale om at få ham og Hanna sikkert ud af Berlin. Hanna skjuler sig hos Dieter og hans familie. Desperat efter at vide mere om, hvad hendes far er ude på, opdager Hanna en stor hemmelighed fra fortiden. En flugtplan tager form. Marissa forsøger at klare sig alene.

Stadig chokeret over afsløringerne om Erik skjuler Hanna sig i en forstad udenfor London sammen med Sophie, der holder sin nye ven hemmelig for sine forældre. Sophie overtaler Hanna til at tage med til en skolefest, hvor hun oplever sin første forelskelse. I mellemtiden forsøger Eriks venner desperat at redde ham fra de livstruende skader, som han pådrog sig under flugten.

Sophie og Hannas venskab lider under deres fælles interesse i Anton. Efter deres skænderi ankommer Marissa til huset og foregiver at være Hannas mor. Hanna er splittet mellem at udsætte Sophies familie for fare eller opgive sin egen frihed ved at tage med Marissa. I mellemtiden bliver en bundet og hjælpeløs Erik brutalt afhørt af Sawyer og hans mænd.

Erik indser, at Hanna ikke længere vil acceptere andet end den fulde sandhed, så han tager hende med tilbage til Rumænien, så hun kan lære mere om fortiden. Marissa opdager, at Sawyer ikke har fortalt hende den fulde sandhed om Utrax.

Da Erik afslører sandheden om Utrax, er Hanna fast besluttet på at handle. I mellemtiden forsøger Marissa at få Sawyer til at afsløre, hvad der i virkeligheden har foregået på anlægget.