15 år etter at Erik Heller reddet Hanna fra et hemmelig romansk anlegg, bor de dypt inne i den polske skogen. Erik har lært Hanna å bli en utrolig morder og jeger, men hun ivrer etter å vokse forbi grensene til sin isolerte verden og begynner å dra lengre hjemmefra. Dette tiltrekker oppmerksomheten til CIA-agent Marissa Wiegler, som har jaget Hanna siden fødselen.

Etter å ha blitt tatt til fange av Marissas menn, må Hanna kjempe for å flykte fra det marokkanske CIA-anlegget og slutte seg til Erik i Berlin. Underveis treffer hun Sophie, en britisk tenåring på ferie med familien, som gir Hanna en første smak på den virkelige verden og ungdomslivets spenning. Men til tross for glimtet av normalitet er trusselen fra Marissa og hennes agenter aldri langt unna.

Hanna og Erik gjenforenes i Berlin, der de skjuler seg med med hans gamle militære venner og hun lærer mer om sin fars fortid. Men Hanna lengter fortsatt etter det normale livet hun fikk et glimt av med Sophie, og blir stadig mer frustrert over begrensningene faren pålegger henne. De aner at Marissa nærmer seg, så Erik og vennene forbereder seg på et angrep.

Erik holder Marissa fanget, og prøver å forhandle en avtale for å få ham og Hanna trygt ut av Berlin. Samtidig skjuler Hanna seg med Dieter og hans familie. Hanna er desperat etter å finne ut hva faren pønsker på, og oppdager en stor hemmelighet i sin egen fortid. Idet en fluktplan begynner å ta form, prøver Marissa å lage sin egen.

Hanna er fortsatt sjokkert over det hun har fått vite om Erik, og gjemmer seg i en forstad til London med Sophie, som holder sin nye venn hemmelig for foreldrene. Sophie overtaler Hanna til å bli med på skolefesten, der Hanna opplever en tenåringsforelskelse for første gang. Samtidig prøver Eriks venner desperat å redde ham fra de livstruende skadene han pådro seg under flukten.

Sophie og Hannas forhold surner til grunnet deres felles interesse for Anton. Som et utfall av denne krangelen kommer Marissa hjem til Sophie og familien og later som om hun er Hannas mor. Hanna føler seg splittet mellom å sette Sophie og familien i fare og å oppgi sin egen frihet og bli med Marissa. Samtidig blir en fanget Erik brutalt forhørt av Sawyer og hans menn.

Erik innser at Hanna ikke lenger vil akseptere noe annet enn sannheten, så han tar henne med tilbake til Romania så hun kan
lære mer om sin fortid. I mellomtiden begynner Marissa å forstå at Sawyer ikke har fortalt sannheten om Utrax.

Når Erik forteller Hanna sannheten om Utrax, er hun fast bestemt på å gjøre noe. I mellomtiden forsøker Marissa å få Sawyer til å avsløre hva som egentlig har foregått på anlegget.